"ACIONADOR COM MODO DE FALHA PRÉ-DETERMINADO"
CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO
A presente invenção se refere a acionadores, e particularmente a acionadores eletricamente ou hidraulicamente operados para operação de dispositivos tais como válvulas de controle hidráulico. A presente invenção é particularmente, mas não exclusivamente, intencionada para utilização em módulos submarinos.
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ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃO
Válvulas de controle e outros dispositivos que são operados por tais acionadores controlam o fluxo de fluidos de controle, em altas pressões, ou fluidos de produção tais como hidrocarbonetos líquidos ou gasosos. É particularmente importante que no evento de falha do movedor primário do acionador, tal como, por exemplo, seu suprimento de energia, o acionador devesse permanecer em, ou reverter para, um modo pré-determinado no qual (usualmente) o dispositivo controlado, tal como uma válvula de controle, seja fechada. A presente invenção, conseqüentemente, diz respeito a um acionador confiável e comparativamente simples desta espécie.
A presente invenção particularmente proporciona um acionador compreendendo um primeiro suporte e um segundo suporte que são cada um movível em uma direção comum. Um detentor é engatável para acoplar os suportes se movimentar em unissonância. Uma ligação de lingüeta é extensível para operar o detentor e dobrável para liberar o detentor, para possibilitar movimentação do segundo suporte relativamente para o primeiro suporte. Um dispositivo de acionamento eletricamente operado provoca extensão da ligação de lingüeta quando energizado e afeta dobradura da ligação de lingüeta quando desenergizado. 0 acionador inclui um membro de operação suportado pelo segundo suporte; um movedor primário para o primeiro suporte; e um movedor de retorno para provocação de movimentação de retorno do segundo suporte sobre a liberação do detentor.
0 detentor preferivelmente compreende um braço articulado disposto sobre o primeiro suporte e posicionado para engatar uma parte do segundo suporte. A ligação de lingüeta pode compreender um par de ligações articuladas relativamente conectadas entre uma articulação sobre o primeiro suporte e uma articulação sobre o referido braço articulado.
0 dispositivo de acionamento eletricamente operado pode compreender um acionador de solenóide que é acoplado para uma articulação entre as ligações articuladas e possui uma inclinação de restauração.
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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENÇÃO
Uma exemplificação da presente invenção irá agora ser descrita com referência para os Desenhos das Figuras acompanhantes, nos quais: Figura 1 mostra em seção longitudinal, um acionador
em concordância com uma concretização da presente invenção, mostrado em um estado ativo; e
Figura 2 mostra em seção longitudinal, o acionador exemplif icativo em um modo de falha pré-
determinado. As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para as concretizações nelas representadas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO
As partes principais do acionador exemplificativo são um primeiro suporte (1), adaptado para ser movimentado por um movedor primário, e um segundo suporte (2), que é adaptado para acionar um disposi tivo, tal como uma válvula de controle. Neste exemplo, uma haste (3) se estende a partir do suporte (2) e suporta em sua extremidade remota um portão de válvula (4) que possui uma abertura transversal que pode ser movimentada dentro e fora de alinhamento com uma passagem principal no corpo da válvula, da qual o restante é omitido por conveniência.
Neste exemplo, o movedor primário para o suporte (1) é um motor elétrico (5).
0 movedor primário (5) e os suportes (1) e (2) são, neste exemplo, contidos dentro de um alojamento rígido (6), através da parede de topo (7) da qual a haste (3) se estende para a válvula de controle. Na prática, a direção de acionamento de movimentação dos suportes (1) e (2) é verticalmente ascendente e irá ser descrita como tal, que sendo preferida quando o acionador é disposto em um módulo submarino associado com um poço submarino; mas a presente invenção não é limitada para uma tal direção.
O segundo suporte (2) e, por intermédio disso, o membro de operação constituído pela haste (3), é submetido para uma força de restauração proporcionada por um movedor de retorno (8). Neste exemplo, o movedor de retorno (8) é constituído por uma mola de compressão disposta para atuar sobre o segundo suporte e, por intermédio disso a haste (3), e localizado entre a parede de extremidade de topo (9) do segundo suporte (2) e a parede de extremidade de topo (7) do alojamento (2).
Entretanto, o movedor primário (5) pode em principio ser constituído por qualquer dispositivo hidráulico, elétrico ou mecânico adequado. 0 movedor de retorno (8) pode ser constituído por qualquer recurso adequado do qual a operação é independente do movedor primário e qualquer suprimento de energia para o mesmo.
Os suportes (1) e (2) podem ser acoplados para movimentação conjunta por um detentor para serem descritos. Quando os mesmos são acoplados, a ação do movedor primário (5) provoca movimentação de avanço da haste (3). Sobre liberação do detentor, o movedor de retorno (8) pode movimentar o segundo suporte (2) em reverso para provocar movimentação de retração da haste (3). Pode ser observado que existe uma perda de relacionamento de movimentação entre os suportes, por intermédio do que o primeiro suporte
(I) pode ser tracionado ascendentemente para sua extensão máxima, e todavia movimentação descendente do segundo suporte (2) não requer operação do movedor primário (5) proporcionado que o detentor tenha sido liberado.
Em particular, o primeiro suporte (1) possui a forma
de um cilindro fechado em sua extremidade de topo por uma parede de extremidade (10) e possuindo uma parede lateral
(II) . 0 segundo suporte (2) está também na forma de um cilindro, definido pela parede de extremidade de topo (9) e
uma parede lateral (12). O primeiro suporte (1) é parcialmente contido dentro do segundo suporte (2) e as respectivas paredes laterais (11) e (12) se sobrepõem na direção de movimentação dos suportes. 0 segundo suporte (2) se movimenta dentro e é guiado pelo alojamento cilíndrico (6) .
Neste exemplo, o movedor primário (5), isto é, o motor elétrico, traciona uma roda de rosca sem fim (13) que engata uma rosca de parafuso (14) sobre o interior da parede lateral cilíndrica (11) do primeiro suporte (1) . Rotação do motor (5) movimenta o primeiro suporte (1) ascendente, potencialmente para avançar a haste (3) e descendente, pronta para um outro curso de acionamento.
Dentro do primeiro suporte (1) estão um mecanismo de detentor e um mecanismo de lingüeta controlado por solenóide.
O mecanismo de detentor compreende um braço (18) que em sua extremidade de topo é montado sobre uma articulação (19) dentro do primeiro suporte (1) e próximo para a parede de topo (10) do mesmo. O braço se estende do primeiro suporte (1) através de um canal (20) na parede lateral (11) e a extremidade inferior (21) do braço pode engatar uma fenda (22) na face interna da parede lateral (12) do segundo suporte (2).
O mecanismo de lingüeta compreende duas ligações (23, 24) das quais as extremidades internas e adjacentes são conectadas juntamente em uma articulação (25) . Uma das ligações, isto é, a ligação (23) é rotacionável em torno de uma articulação (26) fixada no primeiro suporte (1) e em particular disposta sobre uma placa transversal (15) que é fixada no suporte (1) e separa o compartimento contendo um acionador de solenóide (28) e a ligação de lingüeta a partir do compartimento contendo a rosca de parafuso (14) . A outra ligação (24) é rotacionável sobre uma articulação (27) proporcionada no cotovelo do braço encurvado (18) . 0 acionador de solenóide (28) é fixado no suporte (1), sendo articuladamente montado sobre a e dependente a partir da parede de extremidade de topo (10). A armadura (29) do acionador de solenóide (28) é conectada para a articulação (25) que conecta as extremidades internas das ligações (23) e (24) . A armadura (29) do acionador de solenóide (28) possui, como é costumeiro, uma inclinação de restauração (não mostrada) tal como uma mola mecânica, para provocação de retração da armadura (29) sobre a desenergização do acionador de solenóide (28). Engate do braço de detentor (18) em concordância com
isso, requer que as lingüetas de ligação (23) e (24) venham a proporcionar um intervalo (espaçamento) máximo entre a articulação fixada (26) sobre o suporte (1) e a articulação (27) sobre o braço de detentor (18). A manutenção do intervalo máximo requer a energização continuada do acionador de solenóide (28).
O acionador de solenóide (28) em seu estado operacional é mostrado na Figura 1. O acionador de solenóide (28) é energizado; o motor (5) traciona o primeiro suporte (1) na direção requerida para provocar que a haste (3) venha a movimentar o deslizador de válvula (4) e o segundo suporte (2) se movimenta, em virtude do engate do detentor, em unissonância com o primeiro suporte (1) para avançar a haste (3). A Figura 2 mostra o acionador em seu modo de falha pré-determinado (que poderia coloquialmente, ainda que não necessariamente apropriadamente, ser designado um estado "à prova de falha"), sobre a suposição que existiu uma falha de energia elétrica. 0 acionador de solenóide (28) é desenergizado e devido para o fato da retração forçada de sua armadura (29), a ligação de lingüeta (23, 24) foi dobrada, provocando desengate do braço de detentor (18) a partir da fenda (22) . Em concordância com isso, o segundo suporte (2) pode se movimentar descendentemente sob a força do movedor de retorno [a mola (8)] de maneira que a válvula de controle é desacionada (por exemplo, fechada).
Neste exemplo, o suporte (1) irá ter que ser movimentado descendentemente pelo movedor primário (5) antes que a operação normal venha a poder ser resumida.
A construção é muito compacta. O primeiro suporte (1) é parcialmente contido dentro do segundo suporte (2) e em si mesmos contêm substancialmente todas as partes do mecanismo de detentor e do mecanismo de lingüeta. A presente invenção não deve ser considerada como
sendo limitada para as concretizações descritas anteriormente, e deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que, mais preferivelmente um número de variações e de modificações é conceptível dentro do escopo de proteção e conceito inventivo da presente invenção como estabelecidos pelas reivindicações de patente posteriormente.