BRPI0714375A2

BRPI0714375A2 - aperfeiÇoamentos em acionadores de vÁlvula

Info

Publication number: BRPI0714375A2
Application number: BRPI0714375-3A
Authority: BR
Inventors: Peter George Sanders; Hemendra Parakrama Bandara Dassanayake; Andrew Mark Withers
Original assignee: Rotork Controls
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2013-03-05
Also published as: GB0713222D0; JP5700271B2; NO341231B1; CN101506747B; WO2008007058A2; KR101557084B1; RU2009104084A; GB2440040B; WO2008007058A3; BRPI0714375B1; MY184559A; GB2440040A; TW200817613A; EP2038713A2; TWI409398B; NO20090636L; JP2009543004A; US8118276B2; EP2038713B1; US20090230338A1

Abstract

APERFEIÇOAMENTOS EM ACIONADORES DE VÁLVULA. Um acionador de válvula tendo um motor de acionamento elétrico com um eixo de motor e tendo um eixo de saída ligada ao eixo de motor para movimento de acionamento de uma válvula, o acionador tendo ainda um sistema de controle arranjado para prover um primeiro controle de circuito fechado do eixo de saída de acionador e incluido um controlador acoplado a um primeiro sensor de posição para detectar a posição do eixo de saída de acionador, e a um segundo sensor de posição para detectar a posição do eixo de motor e permitir a determinação da velocidade do eixo de motor, o sistema de controle sendo configurado para responder aos sinais detectados a partir do primeiro e segundo sensor e ajustar conformemente a velocidade/posição do motor.

Description

APERFEIÇOAMENTOS EM ACIONADORES DE VÁLVULA

Campo da Invenção

A presente invenção se refere aos aperfeiçoamentos em acionadores de válvula e relacionados aos acionadores de válvula, e são particularmente aplicáveis, mas não necessariamente exclusivamente aplicáveis aos acionadores de válvula de controle, sendo acionadores para o controle de válvulas que ajustam os fluxos de fluido em um conduto - comumente, por exemplo, em resposta a um sinal a partir de uma medição de processo. Tais acionadores geralmente precisam de elevada exatidão e servem para prover ajuste continuo, grosseiro e perfeito, das taxas de fluxo de fluido no conduto mais propriamente do que simplesmente comutar o fluxo por intermédio da ação de abrir e fechar completamente o conduto. Antecedentes da Invenção

Os acionadores de válvula encontram ampla aplicação, por exemplo, nas indústrias de geração de energia térmica e hidráulica, na extração de óleo e gás, marítima, nas indústrias de processamento químico e empresas de utilidade pública de água. Para a maioria dessas finalidades os acionadores são necessariamente potentes e adaptados para prover níveis de saída a partir de aproximadamente 3 Nm até a ordem de 12 0 0 Nm para saídas rotativas ou de 100 N a 30.000 N para saídas lineares. Os acionadores de válvula podem ser acionados pneumaticamente, hidraulicamente, eletricamente, e eletro-hidraulicamente, mas são principalmente acionados pneumaticamente uma vez que esses são menos dispendiosos em termos de construção para o nível exigido de confiabilidade e precisão operacional. Os acionadores de válvula geralmente têm, todos, controle de processador para configurar, monitorar e controlar o acionador. Fatores de controle essenciais incluem a posição do acionador, isto é, a posição da válvula, e o torque do acionador (principalmente para os acionadores de saída rotativa) e empuxo (principalmente para os acionadores de saída linear) . Em um acionador de saída rotativa, por exemplo, a posição da válvula é determinada tipicamente pela contagem dos giros, ou de parte de um giro do eixo rotativo de saída, acionado por intermédio de um codificador rotativo. A carga gerada no eixo de saída do acionador em tal acionador é tipicamente determinada por intermédio de meio mecânico, tal como mediante um aferidor de tensão ou por um transdutor de pressão. A carga também poderia ser determinada a partir de uma corrente relacionada ao torque no motor. Exemplos desses últimos tais mecanismos são descritos nas: US 4.288.665 e GB 2.101.355.

Além das características acima, os acionadores de 2 0 válvula geralmente também têm recurso para prevenção contra falha se, por exemplo, houver uma falha de energia elétrica. Com essa finalidade, a maioria dos acionadores incorpora ainda um mecanismo de retorno de mola de compressão para restaurar o acionador para a posição de 2 5 prevenção contra falha desejada. Isso, contudo, requer o uso de uma quantidade relativamente elevada de energia apenas para superar a força da mola de retorno para operação normal.

Uma abordagem alternativa é o uso de energia elétrica armazenada para fornecer força suficiente para acionar uma válvula para uma posição segura contra falha sob condições de falha de força. Exemplos dessa abordagem são revelados nas: US-A-5278454, US-A-5744923 e GB-A- 2192504 .

Alguns fatores arruinam gradativamente a operação

eficiente e efetiva do acionador de válvula em uso normal e esses incluem desgaste de engrenagem, saturação do controlador, colapso e sobrecarga. Os fatores mencionados por último, que podem ser referidos como fatores de "emperramento-deslizamento" são comumente encontrados com os acionadores de válvula e podem proporcionar um principal obstáculo para manutenção da eficiência nos processos de circuito fechado implementados pelos acionadores de válvula de controle, onde ajustes rápidos e freqüentemente muito pequenos são exigidos na posição da válvula para manter o controle do processo. O controlador em primeiro lugar deve gerar força significativa para produzir o empuxo ou torque de arranque inicial exigido e, então, deve rapidamente tentar controlar a válvula para a posição. Para superar uma

2 0 carga pesada inicial, o controlador freqüentemente será

acionado para saturação e, portanto, ação de colapso (onde o controlador fornece força total, mas a carga instantaneamente desaparece e o controlador ainda está com carga total) o que fará com que a válvula ultrapasse a sua posição desejada e cause instabilidade do circuito fechado.

Acionadores de válvula pneumaticamente acionados são, em comum com os outros acionadores de válvula, na maioria de retorno de mola para segurança contra falha na perda de força e consequentemente são sistemas de força

3 0 equilibrada onde a pressão do ar é equiparada para equilibrar a força de mola, fricção da haste de válvula, e força da haste de válvula. Isso pode levar a problemas de emperramento-deslizamento como quando a pressão do ar é aumentada ou diminuída para mover a válvula em uma pequena quantidade uma súbita mudança em fricção pode fazer com que o acionador salte superando o movimento desejado. Eles também estão sujeitos aos movimentos indesejados devido a mudanças na força de haste de válvula uma vez que isso desequilibra as forças e o acionador precisa alterar a pressão do ar para compensação.

Acionadores de válvula acionados por motor elétrico são sistemas mais rígidos que os pneumáticos e não sofrem tantas mudanças nas forças de haste deslocando os mesmos de suas posições. Acionadores de válvula acionados por motor elétrico também sofrem dos problemas de emperramento-deslizamento embora menos do que os pneumáticos. Contudo eles podem sofrer de controle insuficiente devido à folga no conjunto de acionamento. O motor precisa compensar a folga ao inverter a direção antes 2 0 da saída começar a se mover. Com o sistema convencional com um sensor na saída o controlador aumentará a velocidade do motor, uma vez que ele não vê movimento na saída, e então quando a folga é compensada a saída subitamente ultrapassará o limite especialmente se era exigido apenas um pequeno movimento. Nos acionadores de corrente elétrica a abordagem principal para superar isso é a de manter a folga em um mínimo através do uso de engrenagens de elevado qualidade e uma baixa relação de engrenagens, freqüentemente com um motor escalonador de alto custo superalimentado (síncrono) . Isso e as exigências de longa vida útil devido à operação contínua tornam o conjunto de acionamento muito dispendioso.

Entre os objetivos da presente invenção está o de prover um acionador de válvula de controle que difere e, adequadamente, melhora os acionadores conhecidos e minora uma ou mais das dificuldades operacionais anteriormente mencionadas ou discutidas a seguir. Sumário da Invenção

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um acionador de válvula tendo um motor de acionamento elétrico com um eixo de motor e tendo um eixo de saída ligado ao eixo de motor para movimento de acionamento de uma válvula, o acionador tendo ainda um sistema de controle arranjado para prover um primeiro controle de circuito fechado do eixo de saída de acionador e incluindo um controlador acoplado a um primeiro sensor de posição para detectar a posição do eixo de saída de acionador, e a um segundo sensor de posição para detectar a posição do eixo de motor e para possibilitar a determinação 2 0 da velocidade do eixo de motor, o sistema de controle sendo configurado para responder aos sinais detectados a partir do primeiro e do segundo sensor e ajustar de acordo a velocidade/posição do motor. Adequadamente o controlador executa ciclos em uma taxa que é de ao menos cinco vezes

2 5 maior do que a largura de banda do motor elétrico e

preferivelmente o controlador é arranjado para amostrar o primeiro e/ou o segundo sensor com um período inferior a um décimo da constante de tempo mecânica do acionador.

Mediante uso dos dois sensores para controle de

3 0 realimentação e desse modo superando os problemas de emperramento-deslizamento um alto nível de exatidão e confiabilidade de controle é obtido enquanto se evita a necessidade de engrenagens de pequena folga, de alta qualidade, dispendiosas. Consequentemente, com seleção cuidadosa de materiais e modelo para conseguir a vida útil exigida, é agora possível produzir um conjunto de acionamento de baixo custo com um excelente nível de exatidão.

Preferivelmente a sensibilidade (isto é, contagens do sensor por extensão de deslocamento de trabalho do eixo de motor) do segundo sensor (motor) é elevada de tal modo a controlar a velocidade do eixo de saída de modo a estar situada dentro de ao menos dois, e preferivelmente de ao menos um por cento da velocidade de operação total do eixo de saída.

O controlador é configurado para realizar ciclos em uma taxa que é de ao menos cinco vezes maior do que a largura de banda do motor elétrico. Como será considerada, a largura de banda do motor elétrico está relacionada ã 2 0 taxa na qual o motor desenvolve até sua velocidade de estado constante, dada uma condição de carga ou de entrada transitória. Isso freqüentemente é ilustrado por uma aproximação de primeira ordem de uma mudança em velocidade em resposta a uma entrada de etapa única. Em um sistema de primeira ordem o estado constante (99% do valor final) é alcançado dentro de cinco constantes de tempo e em uma constante de tempo tal sistema atinge 63% do valor (velocidade) de estado constante.

A sensibilidade do sensor de saída adequadamente é da ordem de 0,025% de um deslocamento completo do eixo de saída, isto é, 4.000 contagens para um deslocamento completo do eixo de saída. A sensibilidade do sensor de motor adequadamente é de ao menos 100 vezes maior do que a sensibilidade do sensor de saída e, por exemplo, gera 323 contagens correspondendo a cada contagem única no sensor de saída.

Preferivelmente o controlador incorpora um Ioop de controle de posição, projetado para manter a posição de saída do acionador em um ponto determinado desejado. Dentro do Ioop de controle de posição está um segundo Ioop tendo um controlador proporcional-integral-derivado (controlador PID) que mantém a velocidade do motor em um valor desejado internamente derivado. Um erro de posição ocorre quando a posição de demanda muda ou quando uma perturbação de carga muda a posição de saída. 0 controlador recebe sinais a partir tanto do eixo de saída como dos sensores de posição de motor e computa a ação corretiva para o sinal de acionamento do motor a partir de uma computação baseada no erro (proporcional) , na soma de todos os erros anteriores

2 0 (integral) e na taxa de mudança do erro (derivada).

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é provido um acionador de válvula de saída linear compreendendo um acionamento de motor elétrico acoplado adequadamente a um eixo de saída de movimento linear do acionador, o eixo de saída terminando em um transdutor de empuxo tendo uma porção geralmente central de uma primeira luva acoplada ao eixo de saída, e a primeira luva tendo um espaço anular externo acoplável direta ou indiretamente a uma válvula a ser acionada, a primeira luva incluindo

3 0 adicionalmente uma chapa de material de espessura reduzida ligando a porção central ao espaço anular externo e sendo arranjada para flexão em resposta à força aplicada entre a porção central e o espaço anular externo, o transdutor incluindo ao menos um aferidor de tensão montado na chapa e arranjado para detectar a tensão na chapa à medida que ela é flexionada e desse modo em uso, proporcionando uma indicação do empuxo aplicado pelo eixo de saída a uma válvula a ser acionada.

Tipicamente, a primeira luva aloja componentes eletrônicos para pré-condicionamento dos sinais recebidos a partir do, ou de cada aferidor de tensão e o sinal a partir do, ou de cada aferidor de tensão pode ser transportado ao longo de um condutor de sinal passando através do interior do eixo de saída. Isso proporciona vantagens porque cabos não precisam ser estendidos fora do acionador por intermédio de gaxetas de vedação ou semelhantes e desse modo está dentro da proteção do invólucro.

Um aspecto adicional da invenção provê um acionador de válvula tendo um motor de acionamento elétrico 2 0 com um eixo de motor e tendo um eixo de saída ligado ao eixo de motor para acionar o movimento de uma válvula, o acionador tendo adicionalmente um sistema de controle compreendendo um controlador para prover controle de circuito fechado da válvula o acionador sendo alojado em um

2 5 alojamento com uma interface de usuário que tem uma

seqüência de inicialização não-intrusiva e em que o alojamento do acionador aloja um comutador que pode ser acionado para iniciar uma rotina de inicialização para o Ioop de controle mediante abordagem a uma parte externa do

3 0 alojamento de um dispositivo não-alimentado, não-intrusivo tal como, por exemplo, um eletroímã.

O comutador pode, por exemplo, ser um comutador Hall ou Reed. Isso simplifica a tarefa de inicialização par ao usuário enquanto evitando o risco de centelhas a partir de uso de um dispositivo mecânico intrusivo e evitando-se a necessidade do usuário ter acesso a um PDA ou outro dispositivo de controle sem fio simplesmente para inicializar a configuração. Preferivelmente, por segurança, a interface de usuário é configurada de modo que na remoção do dispositivo a partir da proximidade do comutador a rotina de inicialização é interrompida.

Em um aspecto ainda adicional da presente invenção é provido um acionador de válvula tendo um acionamento de motor elétrico e conjunto de acionamento de engrenagem e um eixo de saída que se desloca para acionar uma válvula de controle entre estágios variados de abertura para controle da taxa de fluxo do fluido em um conduto, o acionador tendo um engate de travamento para travar a uma ou mais engrenagens do conjunto de acionamento de engrenagens em posição e desse modo proporcionar um recurso de "permanecer firme durante perda de energia" em que o engate é mantido engatado com a engrenagem do conjunto de acionamento por intermédio de um meio de propensão flexível e é afastado por intermédio de um solenóide elétrico em que o induzido do solenóide tira o engate do engranzamento com as engrenagens contra a força do meio de propensão flexível.

Preferivelmente, o engate de travamento compreende uma primeira roda tendo um ou mais pinos de 3 0 travamento axialmente estendidos que são engatáveis com uma ou mais fendas radialmente estendidas em uma segunda roda permanentemente acionada, a primeira e a segunda roda sendo giratórias em planos paralelos e o plano da primeira roda sendo móvel em direção ao plano da segunda roda para uma posição de travamento sob a ação do meio de propensão quando o solenóide é desenergizado desse modo causando a entrada de um pino de travamento em uma fenda.

A primeira roda pode incluir ainda meio de acionamento tal como um eixo estriado, o qual permite

rotação manual da primeira roda, a rotação sendo transmitida por intermédio do pino de travamento ou de cada pino de travamento com a segunda roda quando a primeira roda está na posição de travamento, e desse modo ao eixo de saída.

0 acionador pode incluir um arranjo de suporte

lateral para o eixo de saída linear no qual um braço de suporte ou esteio pode se estender de modo ajustável em direção ao eixo geométrico do eixo próximo àquela parte do eixo que sofre ação do pinhão/engrenagem do conjunto de

2 0 acionamento para manter a orientação do eixo geométrico do

eixo e impedir folga. Adequadamente esse braço ou esteio atua contra o corpo de cremalheira.

De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido um acionador de válvula tendo um motor

de acionamento elétrico com um eixo de motor e um eixo de saída ligado ao eixo de motor para movimento de acionamento de uma válvula, o acionador tendo ainda um sistema de controle compreendendo um controlador e um sensor de torque ou empuxo para detectar o torque ou empuxo do eixo de saída

3 0 para prover controle de circuito fechado do torque ou empuxo aplicado à válvula; e tendo ainda um recurso de prevenção contra falha para mover a válvula para uma posição segura no caso de falha de fornecimento da rede de energia, o meio de prevenção contra falha compreendendo ao menos um super/ultracapacitor configurado para acionar o motor elétrico e o sistema de controle para mover a válvula de uma maneira controlada em termos de torque/empuxo para a posição segura.

Esse arranjo proporciona ao usuário um arranjo controlado completamente em termos de torque/empuxo, eficaz em termos de custo, de baixo consumo de energia para retornar o acionador para o estado de segurança contra falha desejado e efetivamente permite que o usuário tenha sob medida a tensão segura contra falha do nivel exigido para cada instalação pelo que a válvula será outra vez conduzida à sede sem força insuficiente ou excessiva.

Preferivelmente a força segura contra falha é fornecida a partir de um ou mais ultracapacitor de valor 3OF ou superior por intermédio de um conversor de reforço.

2 0 O conversor de reforço deve proporcionar voltagem

suficiente para funcionar o motor na velocidade segura contra falha desejada e corrente suficiente para funcionar sob condições de carga total. Preferivelmente os ultracapacitores devem ser carregados utilizando um conversor de compensação limitada por corrente até uma voltagem que proporcionar a energia suficiente para realizar um curso completo de prevenção contra falha em carga total enquanto mantendo a vida útil dos capacitores .

Em outro aspecto, a invenção provê um acionador

3 0 de válvula tendo um motor de acionamento elétrico com um eixo de motor e um eixo de saída ligado ao eixo de motor para movimento de acionamento de uma válvula, o acionador tendo ainda um sistema de controle compreendendo um controlador e um sensor de torque ou empuxo para detectar o torque ou o empuxo do eixo de saída para prover controle de circuito fechado do torque ou empuxo aplicado ao controlador de válvula e em que o controlador ou um processador adicional que é operativãmente ligado ao controlador periodicamente registra o empuxo-torque efetivo e esses dados estão disponíveis para comparação com os perfis/dados históricos. Descrição Resumida dos Desenhos

Uma modalidade preferida da presente invenção será descrita agora por intermédio de exemplo com referência aos desenhos anexos, em que:

A Figura 1 é um diagrama de conjunto geral em perspectiva do acionador de válvula;

A Figura 2 é um diagrama de conjunto geral em perspectiva do acionador de válvula a partir de um ângulo

2 0 de visão diferente da Figura 1;

A Figura 3 é um diagrama de circuito de sistema;

A Figura 4 é um diagrama esquemático dos loops de controle do sistema de controle de acionador;

A Figura 5 é uma vista do eixo de saída e cremalheira e mostrando ainda um elemento de suporte adjacente ao eixo para estabilizar o mesmo;

A Figura 6 é uma vista destacada de um acionador incluindo um transdutor de empuxo de acordo com a invenção;

A Figura 7 é uma seção ampliada de um transdutor

3 0 de empuxo de acordo com a invenção; A Figura 8 é uma vista em perspectiva de um mecanismo de travamento Geneva de acordo com a invenção;

A Figura 9 é uma vista em perspectiva alternativa do mecanismo da Figura 8; e A Figura 10 é uma vista plana do mecanismo das

Figuras 8 e 9.

Descrição das Modalidades Preferidas

Com referência às Figuras 1 a 4, o sistema inclui tipicamente um fornecimento de energia CD 1 provido por um fornecimento de energia de modo comutado 2 que gera as voltagens exigidas para o motor de acionamento elétrico 3 e meios eletrônicos. 0 motor de acionamento 3 do acionador compreende adequadamente um motor CD de ímã permanente que aciona através de um conjunto de acionamento de engrenagem dentada 4a-d para uma cremalheira 5 e pinhão 6. A cremalheira 5 é acoplada ao eixo de saída 7 do acionador que provê a saída linear exigida para variar a extensão de abertura da válvula de controle. A válvula de controle não é mostrada nas figuras. O motor de acionamento elétrico 3 é conectado

permanentemente ao seu fornecimento de energia 1 com a voltagem variada por um controlador de motor 4 8 e acionamento de força 4 9 para mover o motor 3 e variar a sua velocidade e/ou torque. Um primeiro sensor de posição digital de não-

contato 11, que é adequadamente um codificador de eixo/rotativo está presente adjacente à extremidade do pinhão 6 que aciona o eixo de saída de acionador 7 para detectar a posição do eixo de saída 7. 0 sensor de posição 3 0 11 adjacente à extremidade do pinhão 6 coopera com uma cremalheira secundária 5a montada no lado da cremalheira 5 de tal modo que quando a cremalheira 5 se desloca em movimento alternado em uso, a cremalheira secundária 5a se desloca em movimento alternado correspondentemente e gira uma engrenagem de pinhão 5b transportando um eletroímã. A posição do eletroímã é monitorada utilizando-se o sensor de posição 11. Uma mola de torção 5c garante que não haja folga entre os dentes de engrenagem de pinhão acionado e os dentes na cremalheira de acionamento 5a. O sensor 11 detecta a posição giratória absoluta do pinhão 5b, isto é, em quantas contagens de volta o pinhão 5b está distante de uma posição de referência tal como a partir da posição equivalente a uma extremidade extrema do deslocamento de trabalho do eixo de saída 7. Esse sensor de posição rotativo 11 é adequadamente um codificador de eixo/rotativo absoluto que indica a posição angular do eixo a partir de um dado designado pelos sinais codificados singulares.

Em uma modalidade alternativa a posição do eixo de saída 7 ao longo da extensão linear de deslocamento do eixo de saída 7 pode ser detectada por um sensor de posição linear de não-contato mais propriamente do que um codificador rotativo. Tais sensores podem se basear em tecnologia magnética, indutiva ou ótica.

Um segundo sensor de posição digital de não- contato 10 está localizado adjacente à extremidade do eixo de acionamento 3a do motor 3 para detectar a posição rotativa do eixo de acionamento 3a e desse modo determinar a velocidade de rotação do eixo de acionamento 3a.

O uso dos dois sensores de posição 10, 11 para posicionar a unidade e impedir sobrecarga é muito importante. Como observado acima, percebe-se que os cenários de emperramento-deslizamento encontrados nas válvulas de controle são a principal deficiência na manutenção de eficiência nos processos de circuito fechado.

Freqüentemente ajustes menores são exigidos para a posição da válvula para manter controle do processo. Em primeiro lugar, o controlador 9 deve determinar um nível de força significativo para produzir o empuxo/torque de separação inicial e então rapidamente tentar controlar a válvula para posição. Freqüentemente o controlador 9 é acionado para saturação (portanto, ação de colapso para superar a carga pesada e então a válvula ultrapassa a posição desejada, causando instabilidade do Ioop de controle. Para superar essa situação o sistema de controle utiliza os seguintes estados de realimentação:

• Posição absoluta do eixo de saída do acionador

• Posição do eixo do motor

Os dois sensores 10, 11 efetivamente combinam

2 0 para compor um "super sensor" que não apenas detecta

pequena mudança no eixo de saída 7, mas qualquer movimento no eixo de motor 3a.

0 modelo do sistema é tal que o sensor do eixo de motor 10 exibe um alto nível de sensibilidade até mesmo para um movimento/desvio muito pequeno do eixo de saída 7. 0 Ioop de controle digital usado para a velocidade do motor é um controlador PID 9 funcionando em uma velocidade, que é tipicamente de uma ordem de magnitude, por exemplo, cinco vezes a largura de banda (isto é, cinco vezes mais rápida

3 0 do que a constante de tempo mecânica) da máquina motriz/motor DC 3. Devido à velocidade do Ioop de controle e sensibilidade do sensor de eixo de motor 10; a velocidade do motor pode ser medida e controlada sem mudança perceptível no sensor de saída 11. Para otimizar adicionalmente as características do controlador 9 a seguinte implementação é utilizada: Dois loops de controle são providos - um Ioop de controle de controle de posicionamento de válvula lia baseado no sensor de saída 11 e um Ioop de controle de velocidade de motor de alta

resolução IOa baseado no sensor de motor 10.

Uma demanda de velocidade de referência é gerada pelo Ioop de posicionamento de válvula 11a. Para uma curta distância de deslocamento a velocidade de demanda é inferior e um valor elevado para movimentos mais longos.

Portanto, quando for exigido se deslocar em uma distância muito curta sob condições de arranque inicial, o controlador de velocidade encontra um erro negativo de velocidade grande, devido ã elevada sensibilidade da medição de velocidade, o qual retira o controlador da

2 0 saturação. 0 sistema não sofre os problemas de emperramento-deslizamento de válvula, produzindo

efetivamente um controlador livre de colapso.

0 sistema de controle pode ser otimizado mediante geração do valor de velocidade de demanda com referência a

2 5 uma folga mecânica conhecida no conjunto de engrenagens e

quaisquer outros componentes acoplando o motor 3 ao eixo de saída 7. Como descrito abaixo, essa folga pode ser monitorada e calculada utilizando-se os dois sensores 10 e 11. Quando um valor é conhecido, a velocidade de demanda

3 0 pode ser deliberadamente aumentada quando for conhecido que a direção do motor está sendo invertida (uma situação na qual será entendido que folga será um fator). Desse modo a folga pode ser rapidamente compensada e a velocidade de demanda pode ser então reduzida (por exemplo, quando uma distância conhecida tiver sido percorrida pelo eixo de saída do motor 3a) quando o acionamento é compensado na válvula por intermédio do conjunto de engrenagens e do eixo de saída 7.

Isso proporciona um tempo de acomodação muito

otimizado para o Ioop de controle de eixo de saída uma vez que o efeito da folga mecânica no Ioop de eixo de saída pode ser neutralizada com cálculos adequados da velocidade de demanda do motor e ajustes no Ioop de velocidade do motor.

Desse modo o sistema de controle apresentado na

Figura 4 inclui um dispositivo de cálculo de folga 12 o qual alimenta um valor de folga ao calculador de perfil de velocidade de motor 14 que por sua vez gera o valor de velocidade de motor de demanda.

Como o arranjo tem um sensor de posição 10 no

início do conjunto de engrenagens 4a-e, 5, 6 e um sensor de posição 11 na extremidade haverá uma relação entre a posição de saída dos sensores 10, 11. Isso pode ser usado para medir a folga dentro do conjunto de acionamento

2 5 mediante observação da quantidade de mudança em posição do

sensor de motor 10 para começar a mover o sensor de saída 11 quando invertendo a direção. Um aumento em folga indicaria desgaste ocorrendo no conjunto de acionamento 4a- d, 5, 6. Nos sistemas onde o conjunto de acionamento era

3 0 sempre pré-carregado em uma direção e assim folga não estava presente seria ainda possível medir o aumento em desgaste. Isso poderia ser obtido mediante observação na saída a partir do codificador de motor 10 em uma posição específica do codificador de saída 11. Se essa relação mudasse então isso seria devido ao desgaste no conjunto de acionamento.

0 conjunto de cremalheira 5 e eixo de saída 7 é (conforme mostrado na Figura 5) sustentado em um alojamento 14 e também por um braço de suporte/esteio ajustável/extensível 15, oposto ao ponto de contato entre a engrenagem de pinhão 6 e a cremalheira 5. O suporte é ajustável para remover a folga entre o engate de cremalheira 5 e pinhão 6. Suporte nesse ponto também remove a necessidade do eixo 7 se projetar a partir do topo da cremalheira 5 o que tornaria o conjunto maior.

Com referência às Figuras 6 e 7, a medição do empuxo produzido pelo acionador pode ser obtida utilizando- se um transdutor 16 montado na extremidade do eixo de saída de acionador 7. Com referência específica ã vista em seção da Figura 6 e a vista ampliada da Figura 7, o eixo 7 é acionado linearmente por intermédio do arranjo de cremalheira e pinhão 5 e 6. Acionamento para a válvula é transmitido por intermédio de uma luva externa 5 0 a qual termina em um ressalto de acoplamento de válvula 51. Acionamento a partir do motor (não mostrado nas Figuras 6 e 7) é transmitido para a luva externa 50 por intermédio de uma luva interna 52.

A luva interna 52 inclui um espaço anular externo 54 o qual é roscado e engata a superfície roscada interna da luva externa 50 e é vedado à luva 5 0 por intermédio de anel-O 55, um ponto de acoplamento geralmente central 5 6 o qual é fixado a um eixo de saída substancialmente rígido 7 acionado pelo arranjo de cremalheira e pinhão 5 e 6 e uma chapa de parede fina flexível, anular 60 ligando o ponto de acoplamento 56 com o espaço anular externo 54.

À medida que o eixo 7 se desloca em movimento alternado sob o acionamento de motor, a chapa 60 flexiona. A flexão é medida pelos aferidores de tensão 62 montados na chapa que desse modo permite uma medição da força no ponto em que o acionador é acoplado à válvula.

Um amplificador PCB 64 no acoplamento amplifica as saídas do aferidor de tensão e o sinal de saída a partir do amplificador é alimentado ao acionador ao longo de um cabo 6 5 alimentado através de uma passagem formada dentro do eixo de saída 7.

Isso provê uma medição muito exata da força exigida para mover a válvula.

A saída do aferidor de tensão 16 forma a realimentação primária em um Ioop de controle de empuxo 16a (Figura 4). Em primeiro lugar, um circuito análogo processa o sinal de empuxo para eliminar ruído na medição. 0 sinal filtrado é tal que ele tem largura de banda maior do que o acionador e é alimentado ao controlador. Quando a medição de empuxo processada a partir do aferidor de tensão 16 é inferior a um valor de referência 18, o motor 3 pode gerar força máxima. Onde o empuxo produzido pelo acionador atinge o valor determinado 18, a corrente do motor é então limitada a um valor tal que a corrente é apenas suficiente (e desse modo o torque produzido pelo motor) para conter mais do que o empuxo de carga total utilizando a eficiência inversa das engrenagens e também o torque de engranzamento inerente do motor. Portanto, a força exigida para reter uma carga é uma fração do que é exigido para mover a carga. Portanto, a estratégia de controle de empuxo é programável, exata e otimizada para eficiência. Importante observar que o controle de empuxo também é implementado seguro contra falha.

Adicionalmente, no arranjo mostrado nas Figuras 6 e 7, os aferidores sensores, cabeamento e meios eletrônicos são integrais e dentro do invólucro vedado do acionador. Esse aspecto integral é importante uma vez que as válvulas podem ser usadas em ambientes perigosos e desse modo os acionadores podem exigir, por exemplo, regimes à prova de explosão. Manter os sensores e fiação de conexão dentro do acionador evita a necessidade de gaxetas de vedação ou semelhantes que são conhecidas como proporcionando especificações de segurança aperfeiçoadas mais difíceis de se obter e também podem levar a problemas de dano nos cabos. Nessa modalidade, a fiação de energia e sinal

passa através do eixo 7 até um bloco terminal 66. Os sinais são então transportados internamente por intermédio de um cabo flexível 67 até um PCB adicional 68 na parte superior do acionador. Movimento recíproco do eixo 7 desse modo é acomodado pelo cabo flexível 67.

Outros transdutores podem ser montador no conjunto de sensor formado dentro das luvas 50 e 52, tal como um sensor de temperatura, um "farejador" para detectar materiais voláteis e/ou um acelerômetro para medir a 3 0 vibração. Em um aperfeiçoamento adicional para o arranjo do acionador de válvula de controle, o acionador pode ter uma seqüência de configuração não-intrusiva. O corpo de acionador 3 8 aloja um receptor e transmissor de curto alcance de RF sem fio. Isso permite comunicação não- intrusiva com o acionador e a partir do acionador. 0 acionador pode ser configurado (para ajustar velocidade, direção de deslocamento, etc.) utilizando um dispositivo de mão sem fio. 0 padrão de conectividade sem fio Bluetooth pode ser usado para esse propósito. Os arranjos descritos em GB2196494B também podem ser usados e a revelação dessa patente em relação à configuração não-intrusiva é aqui incorporada mediante referência.

0 acionador pode ser acionado para iniciar uma rotina de inicialização mediante acionamento de um sensor magnético dentro do corpo de acionador/invólucro utilizando um dispositivo magnético fora do invólucro. 0 acionador pode então funcionar em cada direção em turnos até que ele atinja a extremidade de deslocamento de válvula onde ele definirá uma posição limite. 0 acionador é capaz de diferenciar entre a extremidade de deslocamento da válvula e suas próprias paradas internas, como quando atingindo sua própria extremidade interna de paradas de deslocamento nenhuma saída de empuxo é gerada no transdutor 16. Isso permitiria que uma indicação fosse feita, se, por exemplo, o curso do acionador não fosse suficiente para o curso de válvula, talvez devido à adaptação incorreta do acionador com a válvula.

Energia elétrica é armazenada nos

super/ultracapacitores 20 para deslocar a válvula pra uma posição segura no caso de falha no fornecimento de rede de energia. Todo o mecanismo e meios eletrônicos associados são alojados em um invólucro à prova de intempéries. Um grupo de ultracapacitores 20 (conexão em série) é carregado utilizando a fonte de energia no modo de comutação 2. A voltagem total do grupo de capacitores é muito menor do que a voltagem exigida pelo motor para operação normal. Por exemplo, se a voltagem máxima do motor exigida para operação normal for de 24 V a voltagem do grupo de capacitores seria de aproximadamente 7 V.

Para manter velocidade constante durante operação de perda de potência (isto é, ação segura contra falha), é exigido que a voltagem do capacitor seja elevada e mantida constante. Um controlador de reforço no modo de corrente de freqüência fixa de 300 ou 500 kHz ou conversor intensificador 21 é usado para essa finalidade. Durante a ação de prevenção contra falha, onde o grupo de capacitores provê energia exigida, o conversor reforçador/ intensificador 21 mantém uma voltagem de saída constante

2 0 para o motor 3 mesmo quando a voltagem do capacitor é

reduzida. Portanto, mais do que 70% da energia armazenada pode ser extraída enquanto se obtém uma ação segura contra falha controlada. A voltagem de reforço de saída é tal que ela é inferior à voltagem de fornecimento normal, mas acima do que é exigido para velocidade segura contra falha desej ada.

A caixa de engrenagem de acionador é um conjunto de acionamento de engrenagem dentada altamente eficiente levando o acionamento a partir do motor 3 para a saída do

3 0 acionador 7 acoplada à válvula. Essa elevada eficiência significa que ele não é de autobloqueio e pode ser acionado para trás. Sob circunstâncias normais o motor 3 é ligado e desloca o acionador e a válvula para a posição desejada. Ele também se mantém nesse lugar reagindo a quaisquer forças geradas pela válvula que poderiam tentar acionar para trás o acionador e mover o mesmo a partir daquela posição. Assim o motor provê o autobloqueio exigido do acionador.

Contudo, sob condições de não alimentação, movimento descontrolado da válvula pode ocorrer o que é geralmente indesejável. Consequentemente, mecanismos de travamento são providos.

Com referência às Figuras 8 a 10 a engrenagem de acionador inclui um componente 4c tendo uma configuração de cruz de Malta a qual coopera com os pinos 72 conforme descrito em detalhe abaixo.

As exigências funcionais são a de prover um método de manualmente operar o acionador quando não houver fornecimento de energia para o motor e também precisar garantir que o acionador seja de autotravamento quando não houver energia e assim manteria a sua posição. Embora um freio possa satisfazer à segunda exigência, ele causa o problema de superar o freio para acionar manualmente o acionador.

O mecanismo de Cruz de Malta (Geneva) descrito abaixo é usado para prover um movimento intermitente que é travado em posição entre os movimentos.

O acionamento para o mecanismo Geneva 4c é permanentemente engatado com uma das engrenagens 74 no conjunto de acionamento. Engate dos pinos de travamento 7 2 é seletivamente obtido utilizando-se um meio de propensão de mola 7 6 o qual é normalmente mantido fora de engate por intermédio de um solenóide (não mostrado).

Sob condições normais acionada a motor o solenóide sob acionamento de solenóide 75 (Figura 3) mantém o mecanismo Geneva 4c/72 no estado desengatado contra a mola 76. Se a força para o acionador for removida o solenóide perde sua força de retenção e a mola 76 desloca o acionamento Geneva axialmente para engate. Como o mecanismo Geneva não pode ser acionado para trás ele bloqueia o acionador em posição. Contudo, o acionamento Geneva pode ser acionado por intermédio do eixo de acionamento (a partir de fora do acionador) utilizando estrias 78, para mover o acionador para uma nova posição. Quando o fornecimento de energia para o acionador é restaurado, o solenóide gera sua força para desengatar o acionamento Geneva antes do motor pode deslocar o acionador.

O mecanismo Geneva pode não engatar completamente quando o fornecimento de energia do acionador for retirado 2 0 uma vez que os pinos 72 podem não se alinhar com a cruzeta 4c. Contudo, quando o acionamento manual é girado ou quando o conjunto de acionamento do acionador é acionado para trás, o acionamento atingirá uma posição onde o acionamento Geneva se engatará quando os pinos 72 se alinharão e a mola engatará o mecanismo. A quantidade máxima na qual o acionador se deslocará antes do travamento é projetada para ser uma quantidade pequena e aceitável.

Algumas vezes pode ser exigido mover manualmente o acionador quando o fornecimento de força para o acionador estiver presente. Isso é conseguido mediante provisão de um comutador não-intrusivo no lado externo do acionador que desengata a energia do solenóide de modo que isso possa ser conseguido. Quando esse comutador é ativado e o acionamento manual é engatado o motor é impedido eletricamente de funcionar. Quando o comutador é desativado o solenóide será ligado e desengata o acionamento manual e permite que o motor assuma o controle.

Algumas vezes pode ser exigido mover manualmente o acionador quando a fonte de energia para o acionador estiver presente. Isso é conseguido mediante provisão de um comutador não-intrusivo no lado externo do acionador que desengata a energia do solenóide de modo que isso pode ser conseguido. Quando esse comutador é ativado e o acionamento manual é engatado o motor é eletricamente impedido de funcionar. Quando o comutador é desativado o solenóide é ligado para desengatar o acionamento manual e permitir que o motor assuma o controle. Para manter a força exigida para separar os pinos 72 e cruzeta 46 a um minimo, o motor pode ser automaticamente girado no sentido para trás e no sentido para frente em uma pequena quantidade quando o solenóide é ligado. Isso ajuda a liberar qualquer carga bloqueada sobre os pinos 72 e cruzeta 4c e permite o uso de um solenóide menor com alimentação inferior.

Essa modalidade provê um acionador que engata automaticamente um acionamento manual quando o fornecimento de energia principal é perdido e também trava o acionador em posição, mas ainda permite o acionamento manual.

Em adição ou como alternativa aos muitos recursos inovadores descritos acima, o acionador de válvula é adequadamente otimizado pelo fato de ter um controlador eletrônico 4 6 que provê um conjunto de diagnóstico rico em recursos para facilitar estratégias de manutenção de rotina e preditivas. 0 controlador 46 é mostrado aqui como preferivelmente alojado dentro do corpo/alojamento de acionador 3 9 e adequadamente se comunica com um processador/computador externo pela interface sem fio discutida anteriormente.

Uma variável importante que é monitorada precisamente pelo controlador 46 é o empuxo/torque de saída efetivo. Nos controladores pneumáticos equivalentes o valor do torque/empuxo é apenas inferido através da pressão de entrada e da força de mola e em alguns acionadores elétricos uma aproximação do empuxo/torque é determinada a partir da corrente do motor. Ambos conduzem a medição de empuxo/torque imprecisa. 0 controlador 46 periodicamente registra o empuxo/torque efetivo e esses dados estão disponíveis para comparação com os dados/perfis históricos. Isso provê diagnóstico útil tal como desgaste da sede de válvula e aumento de fricção devido à gaxeta de válvula. Isso é explicado em mais detalhe abaixo.

Outro meio auxiliar de manutenção preditiva é o parâmetro de eficiência contínua. A eficiência do acionador é derivada por intermédio dos cálculos de força de entrada e de força de saída. A força de entrada é fornecida pelas medições de corrente e voltagem e a força de saída pelo empuxo/torque, velocidade e aceleração. Qualquer desgaste no conjunto de engrenagens e motor devido à carga de trabalho pesada/demanda leva a uma queda na eficiência da transferência de força. Desse modo monitoração do parâmetro de eficiência provê uma detecção prematura de desgaste mecânico.

Estatística de controle tal como o tempo acumulativo gasto em cada posição de válvula, o número de mudanças de direção e erros médios de controle também são adequadamente registrados. Essa estatística auxilia a monitoração de desempenho do processo sob controle.

0 meio de armazenamento de energia de prevenção contra falha também é monitorado. Isso é obtido mediante descarga dos ultracapacitores por um curto período de tempo através de uma corrente de carga conhecida e estimando-se a capacidade de célula. Portanto, qualquer degradação da capacitância e, portanto, do meio de armazenamento de energia de prevenção contra falha é diagnosticada.

Conforme observado acima, duas medições de saída que o acionador registra são a posição e o empuxo. Diagnóstico ou monitoração de condição é realizado utilizando-se essas duas medições.

Mediante medição das forças no acoplamento de válvula em conjunto com a medição de posição exata é

2 0 provida uma capacidade de diagnóstico superior.

Exemplos de monitoração da válvula seriam que a força exigida para mover a válvula é a soma da força de haste gerada a partir da pressão na válvula e a força de fricção a partir da gaxeta de haste que veda a haste de válvula. A força de haste sempre atuará na mesma direção enquanto que a força de fricção atuará em ambas as direções. Portanto, a força de fricção se soma à força de haste em uma direção e subtrai a partir da mesma na outra direção. Assim, mediante medição exata da força total, em

3 0 ambas as direções, é possível calcular a força da haste e a força de fricção como forças separadas.

A erosão da sede de válvula pode ser monitorada mediante comparação da posição contra o acúmulo de empuxo quando a válvula é deslocada para a posição fechada.

0 número de movimentos e onde eles ocorrem pode ser monitorado. Isso fornece uma indicação de quão bem a válvula está controlando o processo. Ele também pode indicar quando as vedações de haste de válvula requerem mudança.

Acelerômetros podem indicar a vibração causada pela cavitação na válvula.

Sensores de temperatura podem indicar vedações de válvula com vazamento.

Com dois sensores de posição, um no motor e um na saída também é possível monitorar a folga no conjunto de acionamento. Isso é tipicamente um indicador de desgaste.

Também é possível monitorar a posição de saída em relação ao empuxo e o número de operações e elaborar um gráfico de "trabalho concluído". Isso proporciona uma indicação de desgaste dentro do acionador.

Também é possível comparar um esforço desenvolvido pelo motor para o empuxo de saída produzido pelo acionador e consequentemente monitorar a eficiência do conjunto de acionamento o que como observado acima, pode ser um indicador de desgaste.

O modelo do controlador eletrônico segue uma arquitetura distribuída modular. Isso permite que cada módulo dentro do controlador comunique seu próprio status/informação de saúde. Por exemplo, os sensores de posição transmitem informação com relação à intensidade de sinal e validade da medição. 0 módulo de energia (acionador de motor) indica continuamente o status de desligamento térmico, desligamento de corrente, etc. Indicação de status a partir de cada módulo pode ser usada para isolar falhas e desse modo reduzir o tempo de paralisação/tempo para reparos.

Será considerado que o acionador não é limitado ao controle de válvulas de fluido, mas pode, por exemplo, ser usado para controlar amortecedores pneumáticos ou semelhantes.

Claims

1. Acionador de válvula caracterizado por ter um motor de acionamento elétrico com um eixo de motor e tendo um eixo de saída ligado ao eixo de motor para movimento de acionamento de uma válvula, o acionador tendo ainda um sistema de controle arranjado para prover um primeiro controle de circuito fechado do eixo de saída do acionador e incluindo um controlador acoplado a um primeiro sensor de posição para detectar a posição do eixo de saída de acionador, e a um segundo sensor de posição para detectar a posição do eixo de motor e para permitir a determinação da velocidade do eixo de motor, o sistema de controle sendo configurado para responder aos sinais detectados a partir do primeiro e segundo sensor e ajustar conformemente a velocidade/posição do motor.

2. Acionador de válvula, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sensibilidade do primeiro sensor é elevada de tal modo a controlar a velocidade do eixo de saída dentro de ao menos 2% da velocidade total de operação do eixo de saída.

3. Acionador de válvula, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o controlador é arranjado para amostrar o primeiro e/ou segundo sensor com um período inferior a um quinto da constante de tempo mecânica do motor.

4. Acionador de válvula, de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por incluir um segundo Ioop de controle utilizando o segundo sensor de posição e arranjado para controlar a velocidade do motor e em que a velocidade de demanda do segundo Ioop de controle é gerada com referência a um valor de folga representativo da folga no acoplamento mecânico entre o motor e o eixo de saída.

5. Acionador de válvula, de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o controlador ou um processador do acionador, ou acoplado a ele, em uso, é configurado para medir a folga dentro de um conjunto de acionamento mecânico acoplando o motor ao eixo de saída mediante referência à quantidade de mudança em posição do segundo sensor para começar a deslocar o primeiro sensor ao inverter a direção.

6. Acionador de válvula, de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado por incluir um transdutor tal como um transdutor de empuxo, localizado na extremidade distai do eixo de saída e em que o eixo de saída inclui uma passagem interna para permitir o encaminhamento interno do cabeamento de comunicação entre o transdutor e o corpo principal do acionador.

7. Acionador de válvula, de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o controlador ou um processador do acionador, ou acoplado a ele, em uso, é configurado para medir o desgaste dentro do conjunto de acionamento por intermédio de referência à saída a partir do segundo sensor em uma posição específica do primeiro sensor.

8. Acionador de válvula de saída linear caracterizado por compreender um acionamento de motor elétrico acoplado adequadamente a um eixo de saída linearmente móvel do acionador, o eixo de saída terminando em um transdutor de empuxo tendo uma porção geralmente central de uma primeira luva acoplada ao eixo de saída, e a primeira luva tendo um espaço anular externo que pode ser acoplado diretamente ou indiretamente a uma válvula a ser acionada, a primeira luva incluindo ainda uma chapa de material de espessura reduzida ligando a porção central do espaço anular externo e sendo arranjada para flexionar em resposta à força aplicada entre a porção central e o espaço anular externo, o transdutor incluindo ao menos um aferidor de tensão montado na chapa e arranjado para detectar a tensão na chapa quando ela flexiona e desse modo em uso, prover uma indicação do empuxo aplicado pelo eixo de saída a uma válvula a ser acionada.

9. Acionador de válvula, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o acionamento de motor é acoplado ao eixo de saída por intermédio de um conjunto de engrenagens de acionamento, a uma cremalheira e pinhão, a cremalheira da cremalheira e pinhão sendo acoplada ao eixo de saída ou integral com o mesmo.

10. Acionador de válvula, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a primeira luva aloja componentes eletrônicos para pré- condicionamento dos sinais recebidos a partir do aferidor de tensão ou de cada aferidor de tensão.

11. Acionador de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o sinal a partir do aferidor de tensão ou de cada aferidor de tensão é transportado ao longo de um condutor de sinal passando através do interior do eixo de saída.

12. Acionador de válvula caracterizado por ter um acionamento de motor elétrico e conjunto de acionamento de engrenagem e um eixo de saída que se desloca para acionar uma válvula de controle entre estados variáveis de abertura para controle da taxa de fluxo de fluido em um conduto, o acionador tendo um engate de travamento para travar a uma ou mais engrenagens do conjunto de acionamento de engrenagem em uma posição e desse modo fornecer um recurso de "permanecer firme durante perda de energia", em que o engate é mantido em engate com uma engrenagem do conjunto de acionamento por intermédio de meio de propensão flexível e é afastado por um solenóide elétrico em que o induzido do solenóide retira o engate do engranzamento com as engrenagens contra a força do meio de propensão flexível.

13. Acionador de válvula, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o engate de travamento compreende uma primeira roda tendo um ou mais pinos de travamento axialmente estendidos os quais podem ser engatados com uma ou mais fendas radialmente estendidas em uma segunda roda permanentemente acionada, a primeira e a segunda roda sendo giratórias em planos paralelos e o plano da primeira roda sendo móvel em direção ao plano da segunda roda para uma posição de travamento sob a ação do meio de propensão quando o solenóide é desenergizado desse modo causando a entrada de um pino de travamento em uma fenda.

14. Acionador de válvula, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a primeira roda inclui ainda meio de acionamento tal como um eixo estriado, que permite a rotação manual da primeira roda, a rotação sendo transmitida por intermédio do pino de travamento ou de cada pino de travamento para a segunda roda quando a primeira roda está na posição de travamento, e por meio disso para o eixo de saída.

15. Acionador de válvula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que o acionador inclui um arranjo de cremalheira e pinhão, a cremalheira sendo acoplada ao eixo de saída e o pinhão sendo acionado pelo motor, para prover movimento alternado, axial, controlado, do eixo de saída em uso, e em que o acionador inclui ainda um braço de suporte ou esteio que é extensível de forma ajustável, em direção ao eixo geométrico do eixo próximo àquela parte do eixo que sofre a ação por intermédio do pinhão/engrenagem do conjunto de acionamento para manter a orientação do eixo geométrico do eixo e minorar a folga no arranjo de cremalheira e pinhão.