ES2378324T3

ES2378324T3 - Sistema de control de potencia de un fluido dinámico, para dispositivos de accionamiento separados

Info

Publication number: ES2378324T3
Application number: ES06256310T
Authority: ES
Inventors: Jose Carlos Bento; Neil E. Russel; Joseph E. Foster; Detlef Zimmerling
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Current assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-12-12
Also published as: US7438086B2; BRPI0700226B1; EP1816356B1; EP1816356A3; JP4874815B2; US20070175527A1; JP2007205568A; CN101025174A; EP1816356A2; CN103790887A; CN103790887B; BRPI0700226A

Abstract

Aparato de control de válvulas para acoplar fluido a presión a un primer y a un segundo dispositivos de accionamiento, que comprende: una primera válvula doble (30) que comprende:una primera entrada (40, 41) para recibir dicho fluido a presión; una primera salida (42, 43) para acoplarse con dicho primer dispositivo de accionamiento; un primer escape (44); un primer elemento de válvula (32) que tiene una primera válvula de retención de entrada (60) y un primer limitador de caudal (64); un segundo elemento de válvula (33) que tiene una segunda válvula de retención de entrada (61) y un segundo limitador de caudal (65); un primer paso de cruce (70) que conecta de forma fluida dicho primer limitador de caudal (64) a dicha segunda válvula de retención de entrada (61), y un segundo paso de cruce (71) que acopla de forma fluida dicho segundo limitador de caudal (65) a dicha primera válvula de retención de entrada (60); una segunda válvula doble (31) que comprende: una segunda entrada (54, 59) para recibir dicho fluido a presión; una segunda salida (97, 98) para conectar con dicho segundo dispositivo de accionamiento; un segundo escape (99); un tercer elemento de válvula (45) que tiene una tercera válvula de retención de entrada (62) y un tercer limitador de caudal (66); un cuarto elemento de válvula (46) que tiene una cuarta válvula de retención de entrada (63) y un cuarto limitador de caudal (67);un tercer paso de cruce (72) que conecta dicho tercer limitador de caudal (66) a dicha cuarta válvula de retención de entrada (63);y un cuarto paso de cruce (73) que conecta dicho cuarto limitador de caudal (67) a dicha tercera válvula de retención de entrada (62);una primera válvula auxiliar (34) conectada de forma fluida a dicho primer elemento de válvula (32), teniendo dicha primera válvula auxiliar (34) una primera entrada auxiliar de fluido (75); una segunda válvula auxiliar (36) conectada de forma fluida a dicho segundo elemento de válvula (33), teniendo dicha segunda válvula auxiliar (36) una segunda entrada auxiliar de fluido (76); una tercera válvula auxiliar (47) conectada de forma fluida a dicho tercer elemento de válvula (45), teniendo dicha tercera válvula auxiliar (47) una tercera entrada auxiliar de fluido (77); y una cuarta válvula auxiliar (50) conectada de forma fluida a dicho cuarto elemento de válvula (46), teniendo dicha cuarta válvula auxiliar (50) una cuarta entrada auxiliar de fluido (78); una primera interconexión que conecta de forma fluida dicho primer paso de cruce (70) con dicha tercera entrada auxiliar de fluido (77); una segunda interconexión que conecta de forma fluida dicho segundo paso de cruce (71) con dicha cuarta entrada auxiliar de fluido (78); una tercera interconexión que conecta de forma fluida dicho tercer paso de cruce (72) con dicha primera entrada auxiliar de fluido (75); y una cuarta interconexión que conecta de forma fluida dicho cuarto paso de cruce (73) con dicha segunda entrada auxiliar de fluido (76) .

Description

Sistema de control de potencia de un fluido dinámico, para dispositivos de accionamiento separados.

La presente invención se refiere en general, a sistemas de válvulas de control para el funcionamiento de una serie de dispositivos de accionamiento y, más específicamente, a la interconexión de válvulas de control para dispositivos de accionamiento independientes, de tal modo que un fallo en una válvula de control tiene rápidamente como resultado la desactivación de la otra válvula de control.

El funcionamiento de las máquinas controladas mediante energía de fluidos, tales como las prensas mecánicas, puede dañar la prensa u ocasionar una situación de inseguridad si no es controlado de forma correcta. Con el objeto de cumplir con las normas técnicas, las reglamentaciones gubernamentales y las buenas prácticas, habitualmente se utiliza una válvula doble como elemento de control para dichas máquinas, de tal manera que, en caso de un funcionamiento defectuoso tal como el fallo de una válvula, pueden evitarse la repetición del accionamiento de la prensa, sobrepasar un ciclo debido a un funcionamiento defectuoso de una válvula por una sola vez, daños a la prensa, o condiciones de trabajo inseguras. La utilización de una válvula doble tiene también la ventaja de un bloqueo automático del funcionamiento de la válvula en caso de funcionamiento defectuoso para impedir ciclos adicionales de la máquina hasta que se corrige el funcionamiento defectuoso y se rearma la válvula. En la patente USA 6.840.258 y en la patente USA 6.840.259, ambas concedidas a Ross Operating Valve Company, se muestran ejemplos de válvulas dobles que cumplen con los requisitos anteriores.

Habitualmente, las prensas grandes tienen embragues y frenos independientes para controlar su funcionamiento. Con el objeto de suministrar energía con el fluido a presión para desacoplar el freno, se acciona una válvula doble que controla el dispositivo de accionamiento del freno. Para acoplar el embrague de manera que la fuerza motriz sea aplicada a la prensa, se acciona una segunda válvula doble que controla el dispositivo de accionamiento del embrague. La sincronización del accionamiento y de la desactivación del embrague y del freno, deben ser controladas con precisión con el objeto de evitar daños a la prensa. Por ejemplo, un fallo en la válvula doble del freno que haga que se libere el dispositivo de accionamiento del freno, de tal modo que se aplique el freno al mismo momento en que está todavía acoplado el dispositivo de accionamiento del embrague, podría tener como resultado intentar el funcionamiento de la prensa mientras el freno está acoplado. El intentar realizar un ciclo de la prensa mientras el freno está acoplado puede ocasionar una situación de inseguridad o daños a los dispositivos de accionamiento o a la prensa. Por consiguiente, cuando una de las válvulas dobles tiene un fallo, la otra válvula debe ser desactivada rápidamente, de modo que se evite un accionamiento simultáneo.

Las técnicas convencionales para abordar el problema potencial de un funcionamiento continuado de una válvula doble cuando la otra válvula tiene un fallo, están sujetas a diversos inconvenientes que han tenido como resultado que sean inaceptables bajo las normas aplicables. Los ejemplos de métodos de la técnica anterior incluyen la utilización de válvulas de control del flujo conectadas entre cada válvula doble y su respectivo dispositivo de accionamiento, válvulas de vaciado rápido conectadas al dispositivo de accionamiento del embrague para la sincronización, o conmutadores de presión utilizados para indicar un fallo de una válvula y hacer que la segunda válvula se desactive.

Otro sistema de la técnica anterior ha sido ralentizar el momento de accionamiento de la válvula de control del embrague mediante la limitación de la alimentación de entrada a las señales auxiliares. De forma simultánea, el momento de la desactivación de la válvula de frenado ha sido ralentizado mediante la limitación de las aberturas de escape de las señales auxiliares. Esta disposición impide la coincidencia parcial del embrague y el freno durante el funcionamiento normal, pero no controla el sistema en caso de fallos de las válvulas. Por consiguiente, es necesario utilizar componentes adicionales para controlar el sistema y desactivar ambas válvulas, cuando en una de ellas ocurre un fallo. Un método similar para impedir la coincidencia parcial del funcionamiento del embrague y el freno ha sido la limitación del flujo de aire a la entrada principal de la válvula de control del embrague y la limitación del escape principal de la válvula de control del freno. Este método alternativo requiere, de forma similar, componentes adicionales para controlar y desactivar ambas válvulas cuando una válvula tiene un fallo.

El documento USA 3.265.089 da a conocer un aparato de control de una válvula que comprende dos unidades de válvulas dobles de tres vías que están interconectadas mediante un conducto, para realizar un control mutuo. Las unidades de válvulas están controladas de tal modo que, cuando se produce un fallo durante el funcionamiento de una de las unidades de válvula, la conexión de cada unidad con un aparato accionado a presión queda liberada de la presión. El aparato puede estar conectado a una prensa de accionamiento neumático, controlando las unidades de válvulas dobles el funcionamiento de los cilindros del embrague y del freno, respectivamente.

CARACTER�?STICAS DE LA INVENCIÓN

La presente invención controla dinámicamente las válvulas dobles de una manera que garantiza de forma ventajosa que siempre que falla una válvula doble, la otra válvula doble se desactiva rápidamente. La invención evita componentes adicionales de las válvulas o el deterioro deliberado del comportamiento de la sincronización de las válvulas dobles. Las válvulas dobles están interconectadas de tal modo que el funcionamiento de cada válvula auxiliar depende de la recepción del fluido a presión de la otra válvula, lo cual solamente se produce cuando la otra válvula doble no está en situación de fallo.

En un aspecto de la invención, un aparato de control de una válvula conecta el fluido a presión a los dispositivos de accionamiento primero y segundo, utilizando las válvulas dobles primera y segunda. La primera válvula doble comprende una primera entrada para la recepción del fluido a presión, una primera salida para su conexión con el primer dispositivo de accionamiento y un primer escape. Un primer elemento de válvula de la primera válvula doble tiene una primera válvula de retención de entrada y un primer limitador de caudal. Un segundo elemento de válvula de la primera válvula doble tiene una segunda válvula de retención de entrada y un segundo limitador de caudal. La primera válvula doble incluye, además, un primer paso de cruce que conecta de manera fluida el primer limitador de caudal a la segunda válvula de retención de entrada y un segundo paso de cruce que conecta el segundo limitador de caudal a la primera válvula de retención de entrada. La segunda válvula doble comprende una segunda entrada para recibir el fluido a presión, una segunda salida para su conexión con el segundo dispositivo de accionamiento y un segundo escape. Un tercer elemento de válvula de la segunda válvula doble tiene una tercera válvula de retención de entrada y un tercer limitador de caudal. Un cuarto elemento de válvula de la segunda válvula doble tiene una cuarta válvula de retención de entrada y un cuarto limitador de caudal. La segunda válvula doble incluye, además, un tercer paso de cruce que conecta de forma fluida el tercer limitador de caudal a la cuarta válvula de retención de entrada, y un cuarto paso de cruce que conecta el cuarto limitador de caudal a la tercera válvula de retención de entrada. Una primera señal auxiliar está conectada de forma fluida al primer elemento de válvula y tiene una primera entrada auxiliar de fluido. Una segunda señal auxiliar está conectada de forma fluida al segundo elemento de válvula y tiene una segunda entrada auxiliar de fluido. Una tercera señal auxiliar está conectada de forma fluida al tercer elemento de válvula y tiene una tercera entrada auxiliar de fluido. Una cuarta señal auxiliar está conectada de forma fluida al cuarto elemento de válvula que tiene una cuarta entrada auxiliar de fluido. Una primera interconexión conecta de manera fluida el primer paso de cruce con la tercera entrada auxiliar de fluido. Una segunda interconexión conecta de manera fluida el segundo paso de cruce con la cuarta entrada auxiliar de fluido. Una tercera interconexión conecta de manera fluida el tercer paso de cruce con la primera entrada auxiliar de fluido. Una cuarta interconexión conecta de manera fluida el cuarto paso de cruce con la segunda entrada auxiliar de fluido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un sistema convencional para el control de los dispositivos de accionamiento del freno y del embrague, en el caso de una prensa de accionamiento mecánico.

La figura 2 es un diagrama esquemático de una realización preferente de la presente invención para la interconexión de dos válvulas dobles.

La figura 3 es una vista parcial en planta de una sección de las válvulas dobles interconectadas en su estado sin accionamiento.

La figura 4 es una vista parcial en planta de una sección de las válvulas dobles interconectadas en su estado de accionamiento.

La figura 5 es una vista parcial en planta de una sección de las válvulas dobles interconectadas en su estado de fallo.

La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra un método preferente de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERENTES

Haciendo referencia a la figura 1, una prensa -10-incluye un dispositivo de accionamiento -11-del freno y un dispositivo de accionamiento -12-del embrague. Una primera válvula doble -13-tiene una abertura de salida -14conectada al dispositivo de accionamiento -11-del freno mediante una tubería a presión -15-. La válvula doble -13incluye, asimismo, una abertura de entrada -16-para la conexión a una fuente -17-de fluido a presión mediante una tubería de presión -18-. Una abertura de escape -19-de la válvula doble -13-está conectada a la atmósfera y puede incluir un silenciador.

Una segunda válvula doble -20-tiene una abertura de salida -21-conectada al dispositivo de accionamiento -12-del embrague, mediante una tubería de presión -22-. La abertura de entrada -23-está conectada a una fuente -17-de fluido a presión mediante una ramificación de la tubería de presión -18-, y una abertura de escape -24-está conectada a la atmósfera y puede incluir un silenciador.

Un controlador electrónico -25-está conectado a las válvulas auxiliares -26-y -27-en la válvula doble -13-y a las válvulas auxiliares -28-y -29-en la válvula doble -20-. Un conmutador -125-está conectado al controlador -25-para permitir que el operador de la prensa inicie el proceso del ciclo de fabricación de la prensa -10-mediante las señales del controlador -25-, que generará una señal de control para iniciar un ciclo de fabricación de la prensa -10-. El controlador -25-proporciona las señales eléctricas de control a las válvulas auxiliares -26-a -29-de una manera convencional.

Se muestran las válvulas dobles -13-y -20-que tienen una estructura interna de cruce entre los elementos de válvula en el interior de cada válvula doble. Las cámaras de sincronización en el interior de cada válvula doble están presurizadas por medio de la entrada de fluido a presión, que fluye a través de los limitadores respectivos. En un ciclo normal de funcionamiento, las señales eléctricas hacen que las válvulas auxiliares actúen y apliquen presión a los elementos de válvula. La presión que actúa contra los pistones principales de las válvulas de los elementos de válvula, hace que los elementos de válvula se desplacen a sus posiciones de accionamiento, de tal modo que el fluido a presión fluye entre la abertura de entrada y la abertura de salida a través de los respectivos pasos de cruce. Cuando se eliminan las señales eléctricas de las válvulas auxiliares, dichas válvulas auxiliares vuelven a sus posiciones normales sin activación y las cámaras principales de las válvulas evacuan a la atmósfera. La presión procedente de la cámara de sincronización acciona, entonces, los elementos de válvula para devolverlos a sus posiciones de desactivación. De este modo, durante el funcionamiento normal, los elementos de válvula de una válvula doble funcionan conjuntamente de una manera sincronizada.

Cuando se produce un funcionamiento defectuoso en cualquier elemento de válvula (por ejemplo, un elemento de válvula agarrotado) los elementos de válvula dejan de moverse de forma sincronizada. Como resultado, un elemento principal de válvula está en posición de accionamiento (parcial o totalmente), mientras que el otro elemento principal de válvula está en la posición de retorno, sin accionamiento. Estas posiciones anormales hacen que el paso de cruce y la cámara de sincronización de un lado de una válvula doble estén a presión de una forma normal mientras que el paso de cruce y la cámara de sincronización de la otra mitad de la válvula doble evacuen a la atmósfera. La válvula doble permanece en este estado de fallo hasta que es rearmada por medio de un mecanismo independiente.

La presente invención interconecta las dos válvulas dobles de tal manera que el funcionamiento sincronizado de los elementos de válvula en cada válvula doble depende en parte de que la otra válvula doble no esté en situación de fallo. Los pasos de cruce de cada válvula doble permanecen de forma inherente bajo la presión total de entrada durante los estados normales de accionamiento y de falta de accionamiento de la válvula. Sin embargo, cuando, por lo menos, una válvula doble está en estado de fallo, el paso de cruce correspondiente desciende substancialmente a la presión atmosférica, debido a que el paso de cruce queda conectado de forma fluida a la abertura de salida (es decir, la válvula doble con el fallo no puede accionar el dispositivo de accionamiento del embrague o del freno que se pretende controlar). La presente invención interconecta cada paso de cruce con la entrada de una válvula auxiliar de la válvula doble opuesta, por lo cual, la válvula auxiliar puede proporcionar fluido a presión para activar el elemento de válvula correspondiente únicamente si la válvula doble opuesta no tiene ningún fallo en el lado de la válvula doble de la que recibe fluido a presión (es decir, la válvula doble que no ha experimentado el fallo inicial resulta incapaz de activar el dispositivo de accionamiento del embrague o del freno que se pretende controlar).

Además de los pasos de cruce, las cámaras de sincronización conectadas a los pasos de cruce podrían ser utilizadas alternativamente como una fuente de fluido a presión, que dejaría de proporcionar presión cuando una válvula fallara, pero no son preferentes debido a que el funcionamiento rápido de la presente invención es importante y que las cámaras de sincronización precisan más tiempo para bajar hasta la presión atmosférica dado que son evacuadas a través de un limitador. De este modo, es preferente utilizar el paso de cruce como fuente de fluido a presión en vez de una cámara de sincronización.

Haciendo referencia, a continuación, a las figuras 2 y 3, el diagrama esquemático muestra una primera válvula doble -30-y una segunda válvula doble -31-conectadas según una realización preferente de la presente invención. Todos los numerales similares en las figuras 2 a 5 se refieren a componentes idénticos. Las válvulas dobles -30-y -31mostradas son válvulas dobles DM2TM Crossflow SERPAR® disponibles en Ross Controls de Troy, Michigan, y son realizaciones de la patente USA 6.840.258 y/o de la patente USA 6.840.259. La válvula doble -30-incluye un primer elemento de válvula -32-y un segundo elemento de válvula -33-. En esta realización, las válvulas auxiliares están combinadas con multiplicadores auxiliares de presión para proporcionar un funcionamiento rápido de la válvula con un consumo reducido de corriente, aunque no se requiere un multiplicador de presión. De este modo, una primera válvula auxiliar -34-está conectada a un primer multiplicador auxiliar de presión -35-para controlar el primer elemento de válvula -32-. La segunda válvula auxiliar -36-está conectada a un segundo multiplicador auxiliar de presión -37-para controlar el segundo elemento de válvula -33-. Los multiplicadores auxiliares de presión es -35-y -37-reciben su suministro de entrada de fluido a presión de las cámaras de sincronización -38-y -39-, respectivamente, de una forma convencional. Las entradas -40-y -41-reciben fluido a presión de una fuente de fluido a presión, tal como un compresor (no mostrado). Las salidas -42-y -43-están conectadas al dispositivo de accionamiento del freno. Un escape -44-está conectado a la presión atmosférica.

La segunda válvula doble -31-incluye el tercer y el cuarto elementos de válvula -45-y -46-. Una tercera válvula auxiliar -47-está conectada a un tercer multiplicador auxiliar de presión -48-para controlar el tercer elemento de válvula -45-. Una cuarta válvula auxiliar -50-está conectada a un cuarto multiplicador auxiliar de presión -51-para controlar el cuarto elemento de válvula -46-. Los multiplicadores auxiliares de presión -48-y -51-reciben fluido de entrada de las cámaras de sincronización -52-y -53-, respectivamente. Las entradas -54-y -59-reciben fluido a presión de la fuente de fluido a presión. Las salidas -97-y -98-están conectadas al dispositivo de accionamiento del freno. Un escape -99-está conectado a la presión atmosférica.

Una primera interconexión entre las válvulas dobles -30-, -31-comprende una primera tubería de fluido -55-entre un primer paso de cruce -70-del elemento de válvula -32-y la entrada de la válvula auxiliar -47-. Una segunda interconexión comprende una segunda tubería de fluido -56-conectada entre un segundo paso de cruce -71-del elemento de válvula -33-y la entrada de la válvula auxiliar -50-. De manera similar, una tercera interconexión está compuesta por una tercera tubería de fluido -57-entre un tercer paso de cruce -72-del elemento de válvula -45-en la válvula doble -31-y la entrada de la señal auxiliar -34-de la válvula doble -30-, y una cuarta interconexión está compuesta por una cuarta tubería de fluido -58-conectada entre un cuarto paso de cruce -73-del elemento de válvula -46-y la entrada de la señal auxiliar -36-. Debe tenerse en cuenta que existen otros varios emparejamientos posibles entre las válvulas dobles. Por ejemplo, la señal auxiliar -34-del lado “izquierdo” de la válvula doble -30podría recibir fluido de cualquiera de los pasos de cruce -72-, -73-de la válvula doble -31-, mientras que el paso de cruce -70-del lado “izquierdo” de la válvula doble -30-podría estar suministrando fluido a cualquiera de las señales auxiliares -47-, -50-de la válvula doble -31-(es decir, sin tener en cuenta qué conexión se ha escogido para la señal auxiliar -34-del lado izquierdo). Sin embargo, los detalles de la sincronización de la válvula utilizados en el diseño de una válvula doble concreta pueden tener como resultado diferencias de funcionamiento dependiendo de qué emparejamientos de interconexión se hayan escogido. Con respecto a las válvulas dobles DM2TM Crossflow SERPAR® mencionadas anteriormente, los emparejamientos mostrados en las figuras 2 a 5 son preferentes.

Las válvulas dobles interconectadas -30-, -31-se muestran en sección transversal en la figura 3 en su estado desactivado. El elemento de válvula -32-de la válvula doble -30-incluye una primera válvula de retención -60-de entrada, y el elemento de válvula -33-incluye una segunda válvula de retención -61-de entrada. En la válvula doble -31-, el elemento de válvula -45-incluye una tercera válvula de retención -62-de entrada, y el elemento de válvula -46-incluye una cuarta válvula de retención -63-de entrada. Cada elemento de válvula crea unos limitadores de caudal primero, segundo, tercero y cuarto -64-a -67-, respectivamente, que suministran continuamente fluido a presión desde las entradas -40-, -41-, -54-, -59-a los respectivos pasos de cruce -70-a -73-.

Con cada uno de los elementos de válvula -32-, -33-, -45-, -46-en su posición de desactivación, tal como se muestra en la figura 3, las válvulas de retención de entrada -60 a -63-están cerradas y, una vez que el fluido a presión ha sido admitido a las entradas -40-, -41-, -54-, -59-, la presión en los pasos de cruce -70-a -73-se iguala a la misma presión (de entrada).

Las tuberías de fluido -55-a -58-alimentan desde los pasos de cruce -70-a -73-, respectivamente, para conectar con las entradas auxiliares de fluido -75-a -78-de las válvulas auxiliares -34-, -36-, -47-y -50-. Cada tubería de fluido -55-a -58-se extiende entre las válvulas dobles, de tal modo que dicha tubería de fluido -55-interconecta el paso de cruce -70-con la entrada auxiliar -77-de la válvula auxiliar -47-; la tubería de fluido -56-interconecta el paso de cruce -71-con la entrada auxiliar -78-de la válvula auxiliar -50-; la tubería de fluido -57-interconecta el paso de cruce -72-con la entrada auxiliar -75-de la válvula auxiliar -34-; y la tubería de fluido -58-interconecta el paso de cruce -73-con la entrada auxiliar -76-de la válvula auxiliar -36-. Las válvulas auxiliares -34-, -36-, -47-, -50-incluyen, además, las respectivas entradas de control eléctrico -80-a -83-para conectarse con el controlador -25-de una manera convencional.

Como respuesta al fluido a presión recibido procedente de un paso de cruce -70-a -73-de la válvula doble opuesta -30-, -31-, cada válvula auxiliar -34-, -36-, -47-, -50-controla el respectivo multiplicador auxiliar de presión -35-, -37-, -48-, -51-de acuerdo con la señal eléctrica de control enviada por el controlador -25-. Las válvulas auxiliares -34-, -36-, -47-, y -50-pueden estar compuestas, cada una de ellas, por una válvula auxiliar de tres vías que tenga una salida conectada para accionar un elemento de válvula de un multiplicador de presión en cada multiplicador auxiliar de presión -35-, -37-, -48-, -51-. De este modo, el multiplicador auxiliar de presión -35-incluye un elemento -84multiplicador de presión para interconectar de forma selectiva la entrada -85-del multiplicador de presión con la salida -86-del multiplicador de presión. El multiplicador auxiliar de presión -37-incluye un elemento multiplicador de presión -87-para interconectar de forma selectiva la entrada -88-del multiplicador de presión con la salida -89-del multiplicador de presión. El multiplicador de presión -48-incluye un elemento multiplicador de presión -90-para interconectar de forma selectiva la entrada -91-del multiplicador de presión con la salida -92-del multiplicador de presión. El multiplicador de presión -51-incluye un elemento multiplicador de presión -93-para interconectar de forma selectiva la entrada -94-del multiplicador de presión con la salida -95-del multiplicador de presión. Las entradas multiplicadoras de presión -85-, -88-, 91-, -94-reciben fluido a presión de las cámaras de sincronización -38-, -39-, -52-, y -53-, respectivamente. Al estar cada válvula auxiliar -34-, -36-, -47-, -50-desactivada, cada salida auxiliar respectiva que está conectada al respectivo elemento de control multiplicador de presión -84-, -87-, -90-, -93-, ha sido evacuada, de modo que el fluido a presión de la cámara de sincronización -38-, -39-, -52-, -53correspondiente está bloqueado por la respectiva salida -86-, -89-, -92-, -95-del multiplicador de presión y cada elemento respectivo de control -32-, -33-, -45-, -46-de la válvula principal permanece en su posición de desactivación. Dado que cada paso de cruce -70-a -73-está totalmente presurizado, la presión de entrada está disponible en cada válvula auxiliar -34-, -36-, -47-, -50-, de tal manera que, cuando son activadas, la presión del fluido podrá volver a posicionar los elementos de control respectivos, -84-, -87-, -90-, 93-del multiplicador de presión a una posición de accionamiento. Una vez que el elemento de control respectivo -84-, -87-, -90-, 93-del multiplicador de presión está en una posición de accionamiento, el fluido a presión de la respectiva cámara de sincronización -38-, -39-, -52-, -53-se aplica contra el elemento de válvula correspondiente -32-, -33-, -45-, -46-para poner cada válvula doble -30-, -31-en su estado de accionamiento tal como se muestra en la figura 4. Cuando las válvulas dobles -30-, -31-están en sus estados de accionamiento, los pasos de cruce -70-a -73-continúan manteniendo la presión total, permitiendo de este modo que las válvulas auxiliares -34-, -36-, -47-, -50 continúen su control sobre los respectivos multiplicadores auxiliares de presión -35-, -37-, -48-, -51-y sus elementos de válvula respectivos -32-, -33-, -45-, -46-. Aunque ambas válvulas dobles -30-, -31-se muestran en la figura 4 como estando en sus estados de accionamiento de forma simultánea, las válvulas dobles -30-, -31-podrían también ser accionadas una cada vez, siempre que se desee, dado que se dispone de la presión total en todos los pasos de cruce -70-a -73-, siempre que ambas válvulas dobles -30-, -31-estén funcionando correctamente.

La interconexión de cada válvula auxiliar -34-, -36-, -47-, -50-con un paso de cruce de la otra válvula doble -30-, -31crea una función AND (Y) en el control lógico inherente de las válvulas dobles -30-, -31-en las que un elemento de válvula determinado -32-, -33-, -45-, -46-puede actuar únicamente si la válvula auxiliar -34-, -36-, -47-, -50-asociada al elemento de válvula -32-, -33-, -45-, -46-recibe tanto una señal de control como fluido a presión de la otra válvula doble -30-, -31-. Al producirse un fallo, la pérdida de presión en uno de los pasos de cruce -70-a -73-que acompaña al fallo de una válvula doble -30-, -31-, se propaga a una de las válvulas auxiliares -34-, -36-, -47-, -50-, de la válvula sin fallo. La pérdida de presión en la válvula auxiliar desactiva su capacidad para activar el pistón del elemento de válvula correspondiente -32-, -33-, -45-, -46-, en la válvula -30-, -31-que no tiene fallo.

Un mecanismo típico que produce fallos es el agarrotamiento de un elemento de válvula -32-, -33-, -45-, -46-debido a materias extrañas o a corrosión. Debido a que es extremadamente improbable que ambos elementos de una válvula doble -30-, -31-queden agarrotados en la misma posición y al mismo tiempo, el agarrotamiento de un elemento de válvula hará que el movimiento de los elementos de válvula no sea sincrónico. Debido a la configuración de la válvula doble, el movimiento no sincrónico hace que quede bloqueado en una situación de fallo con la abertura de salida -42-, -43-, 97-, -98-unida a la abertura de escape -44-, -99-.

La figura 5 muestra la válvula doble -30-en situación de fallo. Específicamente, el elemento de válvula -32-está accionado total o parcialmente mientras el elemento de válvula -33-está en su posición de desactivación. En consecuencia, el paso de cruce -71-está conectado a la abertura de escape -44-a través de la retención de entrada -60-del elemento de válvula -32-y de una retención de escape -96-del elemento de válvula -33-. Debido a la despresurización del paso de cruce -71-, la cámara de sincronización -39-se despresuriza, de tal modo que a pesar de la señal de control a la válvula auxiliar -36-, el multiplicador auxiliar de presión -37-no puede accionar el elemento de control -33-a su posición de accionamiento. Asimismo, debido al estado de despresurización del paso de cruce -71-, la tubería -56-deja de proporcionar fluido a presión a la entrada -78-de la válvula auxiliar -50-de la válvula doble -31-. La válvula doble -31-se muestra en una situación de desactivación (es decir, la válvula doble -31-estaba en situación de desactivación cuando se produjo el fallo en la válvula doble -30-). Si la válvula doble -31-intenta actuar mientras la válvula doble -30-está en situación de fallo, únicamente el elemento de válvula -45-se desplazará hacia abajo a su posición de accionamiento dado que solamente la válvula auxiliar -47-está recibiendo fluido a presión para accionar su multiplicador auxiliar de presión respectivo -48-. En consecuencia, la válvula doble -31-se colocará en una situación de fallo de la cual solamente puede recuperarse mediante un rearmado específico. Si la válvula doble -31-está en situación de accionamiento cuando la válvula doble -30-tiene un fallo, una de las válvulas auxiliares -47-, -50-perderá presión y el multiplicador auxiliar de presión correspondiente -48-, -51-, se desactivará. La pérdida de presión del multiplicador auxiliar de presión hará que el elemento de válvula correspondiente -45-, -46se desplace a su posición de desactivación resultando de ello el mismo fallo en la válvula doble -31-. Con ambas válvulas dobles bloqueadas en situación de fallo, sus aberturas de salida -42-, -43-, -97-, -98-que están acopladas a los dispositivos de accionamiento -11-, -12-del embrague y del freno quedarán unidas a sus aberturas de escape -44-, -99-. Sin presión de salida disponible en las válvulas dobles -30-, -31-no pueden iniciarse más ciclos de la prensa hasta que ambas válvulas dobles -30-, -31-sean rearmadas.

La figura 6 muestra un método preferente de la presente invención para controlar el primer y el segundo dispositivos de accionamiento accionados por fluido en un ciclo típico del freno y el embrague de un sistema de una prensa. En la etapa -100-, ambas válvulas dobles están dispuestas para el funcionamiento. Todos los pasos de cruce y todas las interconexiones con las válvulas auxiliares están a presión mientras que las válvulas auxiliares no tienen energía. Con el objeto de iniciar un ciclo de la prensa, en la etapa -101-todas las válvulas auxiliares reciben energía. En la etapa -102-, se accionan las válvulas dobles como respuesta a la presión en la válvula auxiliar. Suponiendo que no se produzcan fallos durante el funcionamiento sincrónico de los elementos de válvula de cada válvula doble, en la etapa -103-, se consigue un accionamiento normal de ambas válvulas dobles y las salidas de ambas válvulas dobles al embrague y al freno están a presión. En la etapa -104-, continúa un ciclo normal de la prensa. Al final de un ciclo de la prensa, en la etapa -105-, las válvulas auxiliares dejan de recibir energía. Si todos los elementos de válvula se mueven de forma sincronizada hacia sus posiciones de desactivación sin fallos, en la etapa -100-, las válvulas dobles vuelven a su situación de estar dispuestas para el funcionamiento.

Si uno de los elementos de la válvula doble tiene un fallo en cualquiera de las etapas -102-, -104-, ó -105-, en la etapa -106-, la válvula doble correspondiente queda en situación de fallo. En la etapa -107-, desciende la presión en el paso de cruce correspondiente unido al elemento de válvula del fallo, en la válvula defectuosa. Debido a la interconexión entre las válvulas dobles, desciende la presión en la válvula auxiliar correspondiente de la válvula doble sin fallo. En consecuencia, en la etapa -109-, la segunda válvula doble tiene un fallo, de tal modo que no puede actuar (es decir, su salida permanece conectada a su abertura de escape) hasta que ambas válvulas dobles sean rearmadas de una forma deliberada. Por consiguiente, en cuanto uno de los dispositivos de accionamiento del embrague o del freno queda desactivado por una válvula doble con fallo, resulta imposible activar el otro de los dispositivos de accionamiento del embrague o del freno y se impiden daños en la prensa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato de control de válvulas para acoplar fluido a presión a un primer y a un segundo dispositivos de accionamiento, que comprende: una primera válvula doble (30) que comprende: una primera entrada (40, 41) para recibir dicho fluido a presión; una primera salida (42, 43) para acoplarse con dicho primer dispositivo de accionamiento;

un primer escape (44); un primer elemento de válvula (32) que tiene una primera válvula de retención de entrada (60) y un primer limitador de caudal (64);

un segundo elemento de válvula (33) que tiene una segunda válvula de retención de entrada (61) y un segundo

limitador de caudal (65); un primer paso de cruce (70) que conecta de forma fluida dicho primer limitador de caudal (64) a dicha segunda válvula de retención de entrada (61), y

un segundo paso de cruce (71) que acopla de forma fluida dicho segundo limitador de caudal (65) a dicha primera válvula de retención de entrada (60); una segunda válvula doble (31) que comprende: una segunda entrada (54, 59) para recibir dicho fluido a presión; una segunda salida (97, 98) para conectar con dicho segundo dispositivo de accionamiento;

un segundo escape (99); un tercer elemento de válvula (45) que tiene una tercera válvula de retención de entrada (62) y un tercer limitador de caudal (66);

un cuarto elemento de válvula (46) que tiene una cuarta válvula de retención de entrada (63) y un cuarto limitador

de caudal (67); un tercer paso de cruce (72) que conecta dicho tercer limitador de caudal (66) a dicha cuarta válvula de retención de entrada (63); y

un cuarto paso de cruce (73) que conecta dicho cuarto limitador de caudal (67) a dicha tercera válvula de

retención de entrada (62); una primera válvula auxiliar (34) conectada de forma fluida a dicho primer elemento de válvula (32), teniendo dicha primera válvula auxiliar (34) una primera entrada auxiliar de fluido (75);

una segunda válvula auxiliar (36) conectada de forma fluida a dicho segundo elemento de válvula (33), teniendo

dicha segunda válvula auxiliar (36) una segunda entrada auxiliar de fluido (76); una tercera válvula auxiliar (47) conectada de forma fluida a dicho tercer elemento de válvula (45), teniendo dicha tercera válvula auxiliar (47) una tercera entrada auxiliar de fluido (77); y

una cuarta válvula auxiliar (50) conectada de forma fluida a dicho cuarto elemento de válvula (46), teniendo dicha

cuarta válvula auxiliar (50) una cuarta entrada auxiliar de fluido (78); una primera interconexión que conecta de forma fluida dicho primer paso de cruce (70) con dicha tercera entrada auxiliar de fluido (77);

una segunda interconexión que conecta de forma fluida dicho segundo paso de cruce (71) con dicha cuarta entrada

auxiliar de fluido (78); una tercera interconexión que conecta de forma fluida dicho tercer paso de cruce (72) con dicha primera entrada auxiliar de fluido (75); y

una cuarta interconexión que conecta de forma fluida dicho cuarto paso de cruce (73) con dicha segunda entrada auxiliar de fluido (76).
2.

Aparato de control de válvulas, según la reivindicación 1, en el que cada una de dichas válvulas auxiliares (34, 36, 47, 50) comprende:

una válvula auxiliar de tres vías que tiene la respectiva entrada auxiliar de fluido y una entrada eléctrica de control.
3.

Aparato de control de válvulas, según la reivindicación 2, en el que cada una de dichas válvulas auxiliares (34, 36, 47, 50) comprende además:

un multiplicador auxiliar de presión (35, 47, 48, 51) controlado por medio de dicha válvula auxiliar (34, 36, 47, 50) para accionar uno de dichos elementos respectivos de válvula (32, 33, 45, 46).
4.

Aparato de control de válvulas, según la reivindicación 3, en el que cada uno de dichos multiplicadores auxiliares de presión (35, 47, 48, 51) incluye la respectiva entrada (85, 88, 91, 94) del multiplicador de presión y la respectiva salida (86, 89, 92, 95) del multiplicador de presión, y en el que dichas entradas (85, 88, 91, 94) del multiplicador de presión reciben fluido a presión de su válvula doble respectiva (30, 31).
5.

Aparato de control de válvulas, según la reivindicación 4, en el que cada una de dichas primera y segunda válvulas dobles (30, 31) incluye primeras y segundas cámaras de sincronización (38, 39, 52, 53) para suministrar fluido a presión desde el respectivo paso de cruce (70, 71, 72, 73) al respectivo multiplicador auxiliar de presión (35, 47, 48, 51).
6.

Aparato de control de válvulas, según la reivindicación 1, en el que cada una de dichas primera, segunda, tercera y cuarta interconexiones comprende la respectiva tubería de fluido (55, 56, 57, 58) que se extiende entre dichas primera y segunda válvulas dobles (30, 31).
7.

Método para controlar el primer y el segundo dispositivos de accionamiento accionados mediante fluido, que comprende las etapas de:

conectar una primera válvula doble (30) para controlar dicho primer dispositivo de accionamiento, y una segunda válvula doble (31) para controlar dicho segundo dispositivo de accionamiento, en el que cada válvula doble (30, 31) tiene los respectivos, entrada (40, 41, 54, 59), salida (42, 43, 97, 98), escape (44, 99), y un par de pasos de cruce (70, 71, 72, 73), en el que cada válvula doble (30, 31) tiene la válvula auxiliar respectiva (34, 36, 47, 50) con una entrada auxiliar (75, 76, 77, 78), y en el que cada válvula doble (30, 31) tiene un estado de desactivación, un estado de activación y un estado de fallo;

presurizar dichas entradas (40, 41, 54, 59) con un fluido a presión;

presurizar dichos pasos de cruce (70, 71, 72, 73) utilizando dicho fluido a presión procedente de dichas entradas (40, 41, 54, 59) mientras cada una de dichas válvulas dobles (30, 31) está en un estado distinto del estado de fallo;

suministrar fluido a presión desde cada uno de los pasos de cruce respectivos (70, 71) de dicha primera válvula doble (30) a la respectiva entrada auxiliar (77, 78) de dicha segunda válvula doble (31);

suministrar fluido a presión desde dichos respectivos pasos de cruce (72, 73) de dicha segunda válvula doble (31) a la entrada auxiliar respectiva (75, 76) de dicha primera válvula doble (30);

activar cada válvula auxiliar respectiva (34, 36, 47, 50) según el funcionamiento deseado de dichos primer y segundo dispositivos de accionamiento, para mover de forma controlada dichas válvulas dobles (30, 31) entre dichos estados de activación y desactivación respectivos; y

si una de dichas válvulas dobles (30, 31) entra en un estado de fallo, despresurizar el respectivo paso de cruce (70, 71, 72, 73) eliminando de este modo dicho fluido a presión de una de las respectivas entradas de dichas válvulas auxiliares (75, 76, 77, 78) para hacer que la otra de dichas válvulas dobles (30, 31) adopte dicho estado de fallo.
8.

Método, según la reivindicación 7, en el que el multiplicador auxiliar de presión respectivo (35, 47, 48, 51) está conectado entre cada válvula auxiliar (34, 36, 47, 50) y la respectiva válvula doble (30, 31), cuando se activa la válvula auxiliar respectiva (34, 36, 47, 50) se proporciona dicho fluido a presión procedente del paso de cruce respectivo (70, 71, 72, 73) para el accionamiento de dicho multiplicador auxiliar de presión respectivo (35, 47, 48, 51).
9.

Método, según la reivindicación 8, en el que cada multiplicador auxiliar de presión (35, 47, 48, 51) incluye una entrada respectiva del multiplicador de presión (85, 88, 91, 94), comprendiendo además dicho método la etapa de:

suministrar fluido a presión a cada una de dichas entradas respectivas del multiplicador de presión (85, 88, 91, 94) procedente de la cámara de sincronización correspondiente (38, 39, 52, 53) que recibe fluido a presión del paso de cruce respectivo (70, 71, 72, 73).
10.

Método, según la reivindicación 7, en el que dichos primer y segundo dispositivos de accionamiento están compuestos por un embrague (11) y un freno (12), respectivamente, de una prensa (10).
11.

Sistema para una prensa (10) que puede funcionar a partir de una fuente de fluido a presión que comprende:

un dispositivo de accionamiento (11) del freno; un dispositivo de accionamiento (12) del embrague; una primera válvula doble (30) que comprende:

una primera entrada (40, 41) para recibir dicho fluido a presión; una primera salida (42, 43) para su conexión con dicho dispositivo (11) de accionamiento del freno; un primer escape (44); un primer elemento de válvula (32) que tiene una primera válvula de retención de entrada (60) y un primer

limitador de caudal (64);

un segundo elemento de válvula (33) que tiene una segunda válvula de retención de entrada (61) y un segundo limitador de caudal (65); un primer paso de cruce (70) que conecta de modo fluido dicho primer limitador de caudal (64) a dicha segunda

válvula de retención de entrada (61), y un segundo paso de cruce (71) que conecta de modo fluido dicho segundo limitador de caudal (65) a dicha primera válvula de retención de entrada (60),

una segunda válvula doble (31) que comprende: una segunda entrada (54, 59) para recibir dicho fluido a presión; una segunda salida (97, 98) para su conexión con dicho dispositivo de accionamiento (12) del embrague; un segundo escape (99); un tercer elemento de válvula (45) que tiene una tercera válvula de retención de entrada (62) y un tercer limitador

de caudal (66);

un cuarto elemento de válvula (46) que tiene una cuarta válvula de retención de entrada (63) y un cuarto limitador de caudal (67); un tercer paso de cruce (72) que conecta dicho tercer limitador de caudal (66) a dicha cuarta válvula de retención

de entrada (63); y un cuarto paso de cruce (73) que conecta dicho cuarto limitador de caudal (67) a dicha tercera válvula de retención de entrada (62);

una primera válvula auxiliar (34) conectada de forma fluida a dicho primer elemento de válvula (32), teniendo dicha primera válvula auxiliar (34) una primera entrada auxiliar de fluido (75); una segunda válvula auxiliar (36) conectada de forma fluida a dicho segundo elemento de válvula (33), teniendo

dicha segunda válvula auxiliar (36) una segunda entrada auxiliar de fluido (76);

una tercera válvula auxiliar (47) conectada de forma fluida a dicho tercer elemento de válvula (45), teniendo dicha tercera válvula auxiliar (47) una tercera entrada auxiliar de fluido (77); una cuarta válvula auxiliar (50) conectada de forma fluida a dicho cuarto elemento de válvula (46), teniendo dicha

cuarta válvula auxiliar (50) una cuarta entrada auxiliar de fluido (78);

una primera interconexión que conecta de forma fluida dicho primer paso de cruce (70) con dicha tercera entrada auxiliar de fluido (77); una segunda interconexión que conecta de forma fluida dicho segundo paso de cruce (71) con dicha cuarta entrada

auxiliar de fluido (78);

una tercera interconexión que conecta de forma fluida dicho tercer paso de cruce (72) con dicha primera entrada auxiliar de fluido (75); y una cuarta interconexión que conecta de forma fluida dicho cuarto paso de cruce (73) con dicha segunda entrada

auxiliar de fluido (76).
12. Sistema para una prensa, según la reivindicación 11, en el que cada una de dichas válvulas auxiliares (34, 36, 47, 50) comprende: una válvula auxiliar de tres vías que tiene una entrada auxiliar respectiva de un fluido y una entrada de control eléctrico.
13. Sistema para una prensa, según la reivindicación 12, en el que cada una de dichas válvulas auxiliares (34, 36, 47, 50) comprende además:

5 un multiplicador auxiliar de presión (35, 47, 48, 51) controlado mediante dicha válvula auxiliar (34, 36, 47, 50) para accionar uno de dichos respectivos elementos de válvula (32, 33, 45, 46).
14. Sistema para una prensa, según la reivindicación 13, en el que dichos multiplicadores auxiliares de presión (35, 47, 48, 51) incluyen cada uno de ellos la respectiva entrada del multiplicador de presión (85, 88, 91, 94) y la respectiva salida del multiplicador de presión (86, 89, 92, 95) y en el que dichas entradas del multiplicador de presión 10 (85, 88, 91, 94) reciben fluido a presión de sus válvulas dobles respectivas (30, 31).
15. Sistema para una prensa, según la reivindicación 14, en el que dichas primera y segunda válvulas dobles (30, 31) incluyen cada una de ellas primeras y segundas cámaras de sincronización (38, 39, 52, 53) para suministrar fluido a presión procedente del paso de cruce respectivo (70, 71, 72, 73) al multiplicador de presión respectivo (35, 47, 48, 51).

15 16. Sistema para una prensa, según la reivindicación 11, en el que cada una de dichas primera, segunda, tercera y

cuarta interconexiones comprenden una respectiva tubería de fluido (55, 56, 57, 58) que se extiende entre dichas

primera y segunda válvulas dobles (30, 31).