ES2909913T3 - Sistema de válvula de asiento - Google Patents

Abstract

Un sistema de válvula de asiento (100) que comprende: un cuerpo de válvula (120) que tiene un primer (121) y un segundo extremo (122) y que define una cavidad de válvula (123); y un conjunto de asiento (106) que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo y a través de la cavidad de la válvula, el conjunto de asiento comprende: una cabeza de asiento móvil (125) dispuesta en el primer extremo del conjunto de asiento y configurada para generar un sello al hacer contacto con una porción del cuerpo de la válvula y configurada para definir una abertura (145) entre la cavidad de la válvula y una cavidad de presión en uso (110); y un elemento guía móvil (130) dispuesto en el segundo extremo del cuerpo de la válvula, caracterizado porque la cabeza del asiento y el elemento guía comprenden áreas transversales efectivas coincidentes, de manera que la presión dentro de la cavidad de la válvula (123) aplica la misma fuerza sobre la cabeza del asiento (125) que sobre el elemento guía (130).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de válvula de asiento

ANTECEDENTES

Las válvulas convencionales no son adecuadas para aplicaciones donde el tamaño y el peso son un factor. Por ejemplo, en aplicaciones neumáticas ortopédicas, robóticas y de tipo exoesqueleto, el peso de numerosas válvulas grandes y pesadas puede aumentar sustancialmente el peso del dispositivo total y puede ser una de las porciones más pesadas de dicho dispositivo. Además, las válvulas convencionales grandes y voluminosas impiden la movilidad, lo que no es deseable para los usuarios de tales dispositivos.

Los sistemas neumáticos convencionales en tales aplicaciones a menudo tienen válvulas que están lejos de una cámara de actuación y conectadas por una serie de tubos. Tal configuración puede ser indeseable, porque además del volumen y peso adicional de dicha tubería, la distancia entre la válvula y el actuador neumático puede generar un retardo indeseable entre el momento en que se ordena un cambio y el momento en que se afecta la presión en un actuador neumático.

En vista de lo anterior, existe la necesidad de un sistema y procedimiento de válvula de asiento mejorados en un esfuerzo por superar los obstáculos y deficiencias antes mencionados de los sistemas de válvula convencionales, incluso en el campo de la robótica fluídica, la órtesis neumática y los exoesqueletos robóticos. El estado de la técnica anterior existente incluye el documento US 2006/174761, que se relaciona con un actuador de presión de fluido comprimible.

El documento EP 0236764 A1 describe un procedimiento y un sistema que emplea pares de torsión accionados por fluido, de doble efecto, como juntas y motores combinados en robots.

El documento DE 29517768 U1 describe una válvula de control direccional para controlar un flujo de medio de presión. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es un diagrama de bloque ejemplar que ilustra una realización de un sistema de válvula de asiento. La figura 2a ilustra un ejemplo de realización de un conjunto de válvula que incluye un diafragma rodante.

La figura 2b ilustra otra realización de ejemplo de un conjunto de válvula que incluye un fuelle.

La figura 3a ilustra una realización de ejemplo donde la ventilación puede producirse a través de un canal de asiento. La figura 3b ilustra otra realización de ejemplo donde la ventilación puede producirse a través de un canal del cuerpo de la válvula.

La figura 3c ilustra otra realización de ejemplo donde se dispone un conjunto de válvula dentro de la cámara de presión sobre la que actúa el conjunto de válvula.

La figura 4a ilustra un conjunto de asiento que comprende una cabeza de asiento y un diafragma acoplados a un eje. La figura 4b ilustra un conjunto de asiento que comprende una primera y una segunda cabeza de asiento acopladas a un eje.

La figura 5a ilustra una realización de ejemplo que tiene un sello de filo de cuchillo generado por un filo de cuchillo en una cabeza de asiento.

La figura 5b ilustra una realización de ejemplo que tiene un sello de junta tórica.

La figura 5c ilustra una realización de ejemplo que tiene un sello de escobilla.

La figura 6 ilustra una realización de ejemplo donde se puede colocar un actuador en una ruta de flujo del sistema de válvula de asiento.

La figura 7a es una vista superior en sección transversal de otra realización que puede proporcionar refrigeración a un actuador a través de aletas de refrigeración.

La figura 7b ilustra una realización de ejemplo donde un actuador está dispuesto dentro de la cavidad de la válvula y/o definido por porciones de un cuerpo de la válvula.

La figura 8 es una vista lateral recortada de un sistema de válvula de asiento cuyos puertos de entrada y salida están colocados en línea a lo largo de un eje común.

Cabe señalar que las figuras no están dibujadas a escala y que los elementos de estructuras o funciones similares generalmente se representan con números de referencia similares con fines ilustrativos en todas las figuras. También debe señalarse que las figuras solo pretenden facilitar la descripción de las realizaciones preferidas de la invención. Las figuras no ilustran todos los aspectos de las realizaciones descritas y no limitan el alcance de la presente descripción.

RESUMEN

Un aspecto incluye un sistema de válvula de asiento según la reivindicación 1.

Un aspecto adicional incluye un robot fluídico o sistema de exoesqueleto según la reivindicación 10.

Una realización también incluye un actuador configurado para accionar el conjunto de asiento. En otra realización, el actuador está dispuesto dentro de la cavidad de la válvula. En otra realización, el actuador es solidario con una o más porciones del cuerpo de la válvula a través de una o más aletas de refrigeración, las aletas de refrigeración están configuradas para transferir el calor generado por el actuador al cuerpo de la válvula y a una porción externa del cuerpo de la válvula para enfriar el actuador.

En una realización, el sistema de válvula de asiento está configurado para definir una ruta de flujo que incluye: un primer flujo desde un puerto de entrada hacia la cavidad de la válvula; y un segundo flujo desde la cavidad de la válvula hacia la cavidad de presión a través de la abertura definida por la cabeza del asiento y el cuerpo de la válvula, donde se dispone un actuador en la ruta de flujo definida por el sistema de válvula del asiento y configurado para ser enfriado por el fluido que se mueve en la ruta de flujo.

Según la invención, la cabeza del asiento y el diafragma comprenden áreas transversales efectivas coincidentes de tal manera que la presión de la cavidad de la válvula dentro de la cavidad de la válvula aplica sustancialmente la misma fuerza sobre la cabeza del asiento que sobre el diafragma y equilibra una fuerza en el conjunto de asiento debido a la presión de la cavidad de la válvula. En otra realización, un sistema de válvula de asiento comprende una pluralidad de conjuntos de asiento, y donde la pluralidad de conjuntos de asiento son accionados por un solo actuador. En una realización, el sello generado por el contacto entre el cuerpo de la válvula y la cabeza del asiento comprende al menos una porción comoldeada, donde al menos una porción comoldeada está definida por una porción de al menos uno de los elementos del cuerpo de la válvula. y la cabeza del asiento. Otra realización también incluye un respiradero que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo.

En otra realización, los sistemas de válvula de asiento comprenden un sensor de posición configurado para determinar una posición de al menos una porción del conjunto de asiento. En otra realización más, el conjunto de asiento comprende un resorte de retorno configurado para forzar el conjunto de asiento a la posición cerrada cuando no se aplica una fuerza de actuación al conjunto de asiento.

En una realización, el conjunto de asiento comprende además un eje que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo y está acoplado a la cabeza del asiento y al elemento guía, y la cabeza del asiento, el elemento guía y el eje están configurados para moverse a lo largo de un primer eje común . Otra realización incluye además puertos de entrada y salida dispuestos a lo largo del primer eje común.

Otra realización incluye un actuador que tiene un eje de accionamiento del actuador dispuesto a lo largo del primer eje común, el eje de accionamiento del actuador está acoplado al conjunto de asiento y configurado para accionar el conjunto de asiento a lo largo del primer eje común. En aún otra realización, la cavidad de presión está definida al menos en parte por un actuador fluídico inflable; y el actuador fluídico inflable es parte de un robot fluídico con el actuador fluídico inflable posicionado alrededor de una articulación y configurado para mover la articulación cuando el actuador fluídico inflable es inflado por el sistema de válvula de asiento.

En una realización, el conjunto de asiento está configurado de tal manera que la presión de la cavidad de la válvula que actúa sobre una cara interior del elemento guía y una cara interior de la cabeza del asiento ejerce sustancialmente la misma fuerza sobre la cabeza del asiento que el elemento guía, lo que da como resultado una fuerza neta sustancialmente de cero sobre el conjunto de asiento; y una presión externa que actúa sobre una cara externa de la cabeza del asiento y sobre una cara externa del elemento guía ejerce sustancialmente la misma fuerza sobre el conjunto de asiento en direcciones opuestas para dar como resultado una fuerza neta sustancialmente de cero. Una realización incluye además un respiradero que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo y está configurado para conectar operativamente una primera y una segunda porción separadas de la cavidad de presión. En otra realización, el elemento guía comprende un diafragma. Una realización adicional incluye un actuador con al menos una porción del actuador dispuesta dentro de la cavidad de la válvula.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

La siguiente divulgación enseña realizaciones de ejemplo de una nueva válvula de alta velocidad que utiliza una configuración de asiento balanceado. Varias realizaciones proporcionan una reducción en las fuerzas operativas requeridas en comparación con las válvulas proporcionales convencionales mediante el uso de un diafragma, fuelle u otro mecanismo de guía sellado que elimina los desbalances de presión en el asiento. Algunas realizaciones discutidas en esta invención pueden introducir mejoras en comparación con las válvulas de asiento balanceadas convencionales, que incluyen menor costo, tamaño más pequeño, flujo bidireccional, actuación más rápida para intervalos de presión y rangos de flujo comparables, y similares.

Mediante el uso de técnicas de fabricación en masa, como el moldeo por inyección, es posible en algunas realizaciones reducir el número de piezas y el costo mientras se mantiene un alto rendimiento. Por ejemplo, al asegurar que la ruta del flujo de la válvula pase sobre el actuador, se puede obtener el enfriamiento del actuador en algunas realizaciones que pueden permitir que el actuador sea accionado con más energía sin sobrecalentarse. Al proteger el actuador dentro del cuerpo de la válvula, la válvula puede hacerse significativamente más duradera en algunas realizaciones y se vuelve apropiada para el montaje externo.

El montaje interno del actuador también puede permitir la eliminación de sellos deslizantes, lo que reduce la fuerza de actuación. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la válvula también puede incluir detección integrada de posición y presión para proporcionar información sobre el flujo a través de la válvula. Una realización de ejemplo analizada en esta invención se puede configurar para regular el flujo de aire, pero esto no debe interpretarse como una limitación de la aplicabilidad de tales realizaciones. Se pueden usar varias realizaciones con cualquier fluido adecuado (p. ej., agua, aceite, aire, helio y similares) y se pueden configurar para operar usando una variedad de procedimientos de balanceo, sellos de asiento, actuadores y arquitecturas de construcción. Estas realizaciones alternativas también pueden incluir la capacidad de ajuste dinámico de diversas propiedades de la válvula (p. ej., como equilibrio de presión y similares) mediante el uso de geometría variable o materiales inteligentes.

Varias realizaciones descritas y mostradas en esta invención pueden ser configuradas para proporcionar una mejora sobre las válvulas de asiento convencionales, incluyendo una válvula que es menos costosa, más duradera, y/o más pequeña que las válvulas de asiento convencionales. Además, varias realizaciones de ejemplo discutidas en esta invención incluyen exponer ambos extremos de un asiento de válvula a las presiones de entrada y salida que pueden permitir que el asiento vea una fuerza neta de cero si las áreas expuestas a la presión coinciden apropiadamente. Una forma de lograr esto es sellar un extremo inferior (sin flujo) del asiento a un diafragma flexible, de modo que el área de presión efectiva pueda mantenerse constante a lo largo de la carrera del asiento. La colocación del actuador dentro del cuerpo de la válvula sellada protege el actuador y elimina la necesidad de un sello deslizante de alta fricción. Además, en realizaciones de ejemplo donde el actuador se sitúa dentro del cuerpo de la válvula sellada, el flujo a través de la válvula se puede dirigir sobre el actuador. Un diseño de este tipo puede proporcionar una refrigeración mejorada en comparación con un asiento balanceado tradicional. De acuerdo con diversas realizaciones, estas mejoras pueden permitir un actuador más pequeño y, por lo tanto, un conjunto más pequeño. El uso de técnicas de fabricación en masa, como el moldeo por inyección y la soldadura ultrasónica, puede permitir la consolidación de muchas piezas e interfaces clave, lo que lleva a un ensamblaje más simple y menos costoso.

Volviendo a la figura 1, se muestra un ejemplo de realización de un sistema de válvula de asiento balanceado 100 que comprende un conjunto de válvula 105 dispuesto dentro de una primera cavidad presurizada 110 definida por un recipiente a presión 115. El conjunto de válvula 105 comprende un cuerpo de válvula 120 y un conjunto de asiento 106 que incluye una cabeza de asiento 125 dispuesta en un primer extremo 121 del cuerpo de válvula 120 y un diafragma 130 dispuesto en un segundo extremo 122. El cuerpo de válvula 120 define una segunda cavidad de válvula 123, en la que un eje 135 se extiende desde el primer extremo 121 hasta el segundo extremo 122 a lo largo del eje X y acopla la cabeza de asiento 125 y el diafragma 130.

Un canal 140 es solidario con el cuerpo de la válvula 120 y se comunica operativamente con la cavidad de la válvula 123 y se extiende a través de la cavidad presurizada 110 definida por el recipiente a presión 115 hacia el exterior del recipiente a presión 115. En varias realizaciones, el canal 140 está configurado para permitir que el fluido pase dentro y/o fuera de la cavidad de la válvula 123.

Como se ilustra en la figura 1, el eje 135 se puede configurar para moverse a lo largo del eje X, que extiende la cabeza del asiento 125 lejos del cuerpo de la válvula 120 para crear una abertura 145 entre la cabeza del asiento 125 y el cuerpo de la válvula 120, que puede permitir que el fluido pase hacia o desde o entre la cavidad presurizada 110 y la cavidad de la válvula 123. El diafragma 130 puede doblarse, deformarse, extenderse, enrollarse o moverse de otro modo a lo largo del eje X.

El movimiento de la cabeza del asiento 125 y los cambios de presión resultantes pueden generar cambios en las diversas fuerzas que actúan sobre el conjunto de asiento 106 dentro de la cavidad de la válvula 123 y el recipiente a presión 115. Por ejemplo, las fuerzas de la cavidad de la válvula F^interior,1 y F^{interior, 2}pueden actuar sobre la cabeza del asiento 120 y el diafragma 130. Además, las fuerzas de la cavidad presurizada Fexter¡or,i y Fexterior,2 también pueden actuar sobre la cabeza del asiento 120 y el diafragma 130. Además, como se explica en esta invención, la cabeza del asiento 120 puede ser desviada por el diafragma 130 o por otro mecanismo, como un resorte asociado con el eje 135, o similar.

Dichas presiones pueden ser cualquier presión adecuada, incluido el vacío, una presión por debajo de la presión atmosférica, una presión a la presión atmosférica o una presión por encima de la presión atmosférica. Además, en algunos estados o configuraciones, la cavidad de la válvula 123 y el recipiente a presión 115 pueden tener la misma presión. En algunos estados o configuraciones, la presión de la cavidad de la válvula 123 puede ser menor que la presión dentro del recipiente a presión 115, pero en algunos estados o configuraciones, la presión de la cavidad de la válvula 123 puede ser mayor que la presión dentro del recipiente a presión 115.

En algunas realizaciones, para lograr un diseño de asiento balanceado, el diafragma 130 (u otro componente de guía) y la parte posterior de la cabeza del asiento 125 deben estar expuestos a la misma presión. Las realizaciones para lograr esta arquitectura balanceada incluyen exponer ambos extremos a la atmósfera, colocar la válvula dentro de la cámara de presión que está controlando, o en una realización de cuerpo sellado mediante la creación de un conducto de respiradero entre las dos zonas.

Se puede lograr una configuración de válvula equilibrada haciendo coincidir las áreas transversales efectivas de la cabeza del asiento 125 y el diafragma 130 (u otro elemento guía), de modo que la presión dentro de la cavidad de la válvula 123 aplique la misma fuerza en la cabeza del asiento 125 que sobre el diafragma 130, balanceando la fuerza sobre el conjunto de asiento 106 debido a la presión de la cavidad de la válvula. De manera similar, las áreas transversales coincidentes pueden dar como resultado una fuerza neta cercana a cero en el conjunto de asiento 106 debido a la presión en la cavidad presurizada 123.

En otras palabras, la presión que actúa sobre las caras internas del diafragma 130 y la cabeza del asiento 125 ejerce la misma fuerza sobre la cabeza del asiento 125 que el extremo del diafragma 130, lo que da como resultado una fuerza neta cero en el conjunto de asiento 106. De forma similar, la presión que actúa sobre las caras exteriores de la cabeza del asiento 125 y las caras exteriores del diafragma 130 ejercen casi la misma fuerza sobre el conjunto de asiento 106 en direcciones opuestas, lo que da como resultado una fuerza neta cero.

Aunque varios ejemplos discutidos en esta invención incluyen aire como fluido que se usa con un sistema de válvula de asiento 100, en una realización adicional se puede usar cualquier fluido adecuado con un sistema de válvula de asiento 100 que incluye agua, aceite, aire, helio y similares. De forma similar, un sistema de válvula de asiento 100 de este tipo puede configurarse para funcionar en diversos entornos operativos externos bajo el agua, en el vacío, en la atmósfera o similares.

La cabeza del asiento 125 y el enganche con el cuerpo de la válvula 120 se pueden configurar para proporcionar un sello que impida o resista el movimiento del aire entre la cavidad de la válvula 123 y el recipiente a presión 115. Como se analiza con más detalle a continuación, dicho sello se puede generar de cualquier forma adecuada. Por ejemplo, la figura 5a ilustra una realización de ejemplo que tiene un sello de filo de cuchillo generado por un filo de cuchillo 510 en la cabeza de asiento 125. La figura 5b ilustra una realización de ejemplo que tiene un sello de junta tórica generado por una junta tórica 520 que se puede acoplar al cuerpo de válvula 120 o la cabeza de asiento 125. La figura 5c ilustra una realización de ejemplo que tiene un sello de escobilla generado por una escobilla 530 que se puede acoplar al cuerpo de válvula 120 o a la cabeza de asiento 125.

En varias realizaciones, varias porciones del cuerpo de la válvula 120, la cabeza del asiento 125 y similares pueden ser comoldeadas. Por ejemplo, un material como un plástico, elastómero o similar puede cubrir, extenderse desde, definir parte de, o estar asociado integralmente de otro modo con el cuerpo de válvula 120, la cabeza de asiento 125 o similar. En tales realizaciones, una porción comoldeada del cuerpo de la válvula 120 y/o de la cabeza del asiento 125 puede definir una porción de un sello o acoplamiento entre el cuerpo de la válvula 120 y la cabeza del asiento 125. Por ejemplo, en algunas realizaciones, las estructuras como el filo de cuchillo 510, la junta tórica 520, la escobilla 530, y/o la superficie de acoplamiento del asiento del cuerpo de la válvula 120 pueden comprender una porción comoldeada.

Aunque la figura 1 ilustra un diafragma 130 que se comunica con la cabeza del asiento 125 a través de un eje del asiento 135, en realizaciones adicionales se puede usar cualquier mecanismo de guía alternativo adecuado en lugar del diafragma 130 o además del mismo. Por ejemplo, dicho mecanismo puede incluir un diafragma flexible, un diafragma rodante, un fuelle u otro mecanismo de guía que permita que la válvula se abra y se cierre mientras permanece sellada en el extremo del eje 135, o similar. La figura 2a ilustra una realización de ejemplo de un conjunto de válvula 105 que incluye un diafragma rodante 230 acoplado al eje 135 y opuesto a la cabeza del asiento 125. La figura 2b ilustra otra realización de ejemplo de un conjunto de válvula 105 que incluye un fuelle 235 acoplado al eje 135 y opuesto a la cabeza del asiento 125.

Además, en algunas realizaciones, la cabeza del asiento 125 y un mecanismo de guía, como un diafragma 130, pueden vincularse de cualquier forma adecuada. Por ejemplo, aunque se ilustra un eje 135 como un ejemplo de un procedimiento de acoplar o vincular una cabeza de asiento 125 y un diafragma 130, en realizaciones adicionales, se pueden emplear otros mecanismos de acoplamiento o vinculación adecuados. Por ejemplo, un actuador rotatorio puede vincular una cabeza de asiento 125 y un diafragma 130 en una realización. En realizaciones adicionales, el conjunto de asiento 106, que incluye la cabeza del asiento 125 y el diafragma 130, no necesita estar dispuesto linealmente y, en cambio, puede estar dispuesto en cualquier relación adecuada, incluso perpendicularmente o en otro ángulo adecuado. En otras palabras, un primer y segundo extremo 121, 122 del cuerpo de la válvula 120 no necesitan ser paralelos y/u opuestos en algunas realizaciones.

La ventilación o el balanceo de la presión entre los extremos superior e inferior 121, 122 dentro de la cámara de presión 110 se puede realizar de cualquier manera adecuada, incluso a través de comunicaciones abiertas dentro de la cámara 110, como se ilustra en la figura 1, a través de la cabeza de asiento 125, a través del cuerpo de válvula 120, o similar. Por ejemplo, la figura 3a ilustra una realización de ejemplo donde la ventilación puede producirse a través de un canal del asiento 310 que se extiende entre los extremos superior e inferior 121, 122 desde la cabeza del asiento 125 hasta el diafragma 130 y puede estar definido por la cabeza del asiento 125, el eje 135 y/o el diafragma 130. La figura 3b ilustra otra realización de ejemplo donde la ventilación puede producirse a través de un canal del cuerpo de la válvula 320 que se extiende entre los extremos superior e inferior 121, 122 y está definido por porciones del cuerpo de la válvula 120. La figura 3c ilustra otra realización de ejemplo donde se dispone el conjunto de válvula 105 dentro de la cámara de presión 110 sobre la que actúa el conjunto de válvula 105.

En varias realizaciones, la cabeza del asiento 125 y/o el eje 135 pueden ser diseñados para ser lo más ligeros posible, y pueden ser perfilados para ayudar a controlar el flujo que sale del conjunto de la válvula 105. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la forma debajo de la cabeza del asiento 125 se puede usar para ayudar a controlar el punto de estrangulamiento en la ruta de flujo a través del conjunto de válvula 105. En algunas realizaciones, el conjunto de asiento 106 puede tener un perfil aerodinámico adicional por encima de la cabeza del asiento 125 para reducir las pérdidas de flujo y mejorar el balanceo.

En algunas realizaciones, la operación a alta velocidad del conjunto de válvula 105 se puede facilitar diseñando la abertura 145 entre la cabeza de asiento 125 y el cuerpo de válvula 120 para tener un área de sección transversal grande. Tales realizaciones pueden permitir caudales elevados con una operación de carrera corta. Un pequeño movimiento lineal de la cabeza del asiento 125 puede crear un área de ruta de flujo grande en la abertura 145. Para un actuador dado, la reducción de la carrera del conjunto de válvula 105 puede aumentar la velocidad de actuación al disminuir la distancia de recorrido. En consecuencia, varias configuraciones de un sistema de asiento balanceado 100 pueden permitir el uso de una abertura de sección transversal 145 más grande porque la fuerza de actuación es independiente del área de la sección transversal.

Una realización preferida de la invención del diafragma 130 comprende un calcetín enrollable 230 como se ilustra en la figura 2a, que puede incluir material adicional que forma una protuberancia 231 o una convolución entre el cuerpo de la válvula 120 y el eje del asiento 135 con una porción del calcetín enrollable 230 acoplada al cuerpo de la válvula 120 y la porción inferior del eje del asiento 135. Una realización de este tipo puede impedir que el punto máximo de esta protuberancia 231 o convolución se desplace a lo largo de la carrera del asiento 125, de modo que el radio de presión efectivo (y, por lo tanto, el área de presión de balanceo) del diafragma 130 permanezca constante a medida que el asiento 125 se mueve hacia arriba y hacia abajo. Sin embargo, si se desea, la forma del diafragma 130 se puede configurar de modo que el diafragma 130 cree un desbalance diana, o un cambio no lineal en la fuerza de balanceo, a medida que el conjunto de válvula 105 se mueve a lo largo de su carrera. Esto puede ser deseable en algunas realizaciones como un medio para lograr un control de bucle abierto del sistema de válvula de asiento balanceado 100.

En varias realizaciones, puede ser beneficioso diseñar un sistema de válvula de asiento 100 constantemente balanceado con un diafragma flexible o rodante 130 que proporcione tal balance constante sin fallar debido a la carga mecánica del fluido presurizado en el sistema de válvula de asiento balanceado 100. Para lograr esto, en algunas realizaciones, el diafragma 130 puede comprender un elastómero hermético al aire y puede espesarse hasta el punto de que las tensiones no excedan la resistencia a la tracción del material cuando se expone a la presión operativa máxima.

Otras realizaciones comprenden reforzar el diafragma 130 con polímeros, fibras o metal de alta resistencia que aplicarán una fuerza axial insignificante que resistirá el movimiento del asiento 125, pero impedirá que el diafragma 130 falle radialmente a presiones más altas que pueden ejercer grandes cargas de tracción en el diafragma 130. En una realización, dicho diafragma 130 se puede moldear en el cuerpo de válvula 120, lo que puede simplificar el montaje del sistema de válvula de asiento balanceado 100 y mejorar el control dimensional. Otra realización para sellar el segundo extremo 122 del conjunto de válvula 105 puede incluir un fuelle 235 en lugar de un diafragma 130 como se ilustra en la figura 2b.

Aunque varias realizaciones de ejemplo ilustran un sistema de válvula de asiento balanceado 100 que tiene una sola cabeza de asiento 125, eje de asiento 135, diafragma 130 y similares, otras realizaciones pueden incluir cualquier elemento descrito en una pluralidad o tales elementos pueden estar ausentes. Por ejemplo, algunas realizaciones pueden comprender dos o más conjuntos de asiento 106 que tienen una cabeza de asiento 125, un eje de asiento 135 y un diafragma 130 respectivos.

Otras realizaciones pueden incluir un conjunto de válvula 105 con dos o más superficies de sellado que están conectadas al mismo eje 135 y sellan en extremos opuestos del cuerpo de la válvula 120. Tales realizaciones pueden eliminar la necesidad de un diafragma 130 o un elemento guía. Por ejemplo, la figura 4a ilustra un conjunto de asiento 106 que comprende una cabeza de asiento 125 y un diafragma 130 acoplados a un eje 135. Por el contrario, la figura 4b ilustra un conjunto de asiento 106 que comprende una primera y segunda cabeza de asiento 125A, 125B acopladas a un eje 135. Como se ilustra en esta realización de ejemplo, la primera cabeza de asiento 125A se acopla con una porción externa del cuerpo de la válvula 120 y la segunda cabeza de asiento 125B se acopla con una porción interna del cuerpo de la válvula 120, dentro de la cavidad de la válvula 123.

En varias realizaciones, puede ser beneficioso diseñar las respectivas superficies de sellado de la cabeza del asiento 125 y/o del cuerpo de la válvula 120 de manera que se requiera muy poca fuerza para crear suficiente presión para sellar. Por ejemplo, para minimizar la fuerza de sellado, puede ser beneficioso en algunas realizaciones que una junta tenga una superficie mínima en contacto con la cabeza del asiento 125. En otras realizaciones, puede ser beneficioso que la presión de la cavidad de la válvula 123 y de la cavidad del recipiente de presión 123 provoque que un sello entre la cabeza del asiento 125 y/o el cuerpo de la válvula 120 se deforme de manera que haga que la interfaz se autoselle o selle aún más bajo dicha presión.

En algunas realizaciones, esto puede lograrse utilizando una junta tórica 520 o un sello de estilo escobilla 530 para acoplarse contra la cabeza del asiento 125 y/o el cuerpo de la válvula 120, como se ilustra en las figuras 5b y 5c respectivamente. Las características mecánicas también se pueden usar para ayudar a restringir un sello de acuerdo con realizaciones adicionales. En varias realizaciones, una porción de un mecanismo de sellado se puede moldear en el cuerpo de la válvula 120 o en una parte separada que a continuación se puede sujetar en su lugar en el cuerpo de la válvula 120. En algunas realizaciones, la geometría de la cabeza del asiento 125 se puede elegir para que interactúe con un mecanismo de sellado de una manera controlada y predecible. Esto puede ser deseable en algunas realizaciones porque los pequeños cambios en el área expuesta de la cabeza del asiento 125 provocan grandes cambios en el balance de presión con respecto al diafragma 130.

Como se ilustra en la figura 5a, otra realización de sellado comprende un filo de cuchillo 510 en la cabeza del asiento 125 o el cuerpo de la válvula 120, que se puede configurar de modo que el conjunto de asiento 106 selle sobre el área más pequeña posible. Esto puede ser beneficioso para reducir la fuerza de sellado requerida y controlar tanto el área expuesta del asiento como el punto donde el flujo se obstruye. El material para un sello de filo de cuchillo puede comprender metal sobre metal, metal sobre elastómero, plástico sobre elastómero u otras combinaciones adecuadas. En varias realizaciones, los materiales se pueden seleccionar para garantizar que el filo de cuchillo no sea tan duro que dañe la superficie opuesta y viceversa. Por ejemplo, en varias realizaciones, cuanto más duro sea el material utilizado para hacer el filo del cuchillo, más rápido se dañará el sello y comenzará a tener fugas.

Además, el acabado de la superficie y la planitud pueden ser factores importantes que pueden ser de mayor importancia cuando se trata de realizaciones que comprenden materiales duros. En algunas realizaciones, las superficies rectificadas con precisión pueden proporcionar un sello más efectivo que las piezas fundidas debido a que hay menos imperfecciones en la superficie que permiten rutas de fuga. La planitud general también puede determinar qué tan bien se pueden alinear dos geometrías para impedir el flujo de aire. La alineación de la cabeza del asiento con respecto al sello puede ser un componente para minimizar las fugas en algunas realizaciones. Se puede emplear una variedad de elementos mecánicos para ayudar a restringir el movimiento de la cabeza de asiento 125, como casquillos, cojinetes de flexión, el diafragma 130 y un actuador que lo acciona.

Para permitir tiempos de respuesta rápidos, puede ser deseable en algunas implementaciones minimizar el desbalance y las fuerzas de sellado, y también minimizar la masa en movimiento en el conjunto de válvula 105. Para minimizar la masa en movimiento, algunas realizaciones pueden usar piezas móviles pequeñas, construidas con materiales livianos. En algunas realizaciones, al elegir un actuador con una masa dinámica pequeña, las fuerzas de inercia en el sistema pueden reducirse aún más.

En varias realizaciones, el conjunto de válvula 105 puede ser accionado por una variedad de actuadores adecuados, lo que puede deberse a los requisitos de baja fuerza y carrera presentes en algunas implementaciones. Para algunas realizaciones de alta presión del conjunto de válvula 105, el recorrido puede ser del orden de un milímetro, lo que permite emplear muchos actuadores potenciales. Se pueden usar solenoides, bobinas de voz lineales, motores, piezoeléctricos y similares para accionadores de válvulas. En algunas realizaciones, los factores que determinan qué actuadores son preferibles pueden incluir el costo, el potencial de control, la masa en movimiento, la fuerza y similares. La masa en movimiento y la fuerza máxima del actuador pueden ser importantes en varias realizaciones porque, cuando se combinan con la masa del conjunto de asiento 106, pueden determinar el tiempo de respuesta. El tiempo de respuesta puede definir qué tan rápido se puede comandar el flujo de aire completo y una mayor velocidad puede ser más deseable en aplicaciones que requieren un control de presión rápido y preciso.

En varias realizaciones, la acumulación de calor puede ser una limitación dominante para algunos actuadores electromecánicos y, por lo tanto, una solución de enfriamiento eficiente puede ser beneficiosa en varias realizaciones para obtener el máximo rendimiento de dichos actuadores. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la colocación de componentes generadores de calor en una ruta de flujo puede proporcionar que se produzca un enfriamiento por convección forzada cada vez que se enciende el actuador. Esto puede hacer posible el uso de un actuador más pequeño en comparación con diseños de válvulas más grandes comparables.

Por ejemplo, la figura 6 ilustra un ejemplo de realización de un sistema de válvula de asiento balanceado 100 que comprende un actuador 650, que acciona un conjunto de asiento 106 a través de un eje actuador 655 acoplado a la cabeza de asiento 125. En este ejemplo, el eje del actuador 655 está rodeado y presionado por un resorte 660. El conjunto de asiento 106 comprende la cabeza de asiento 125, que se comunica con un diafragma 130 a través de un eje de asiento 135. El conjunto de válvula 105 se ventila a través de un canal de cuerpo de válvula 320 (p. ej., como se muestra en la figura 3b), pero otras realizaciones se pueden ventilar de otras formas adecuadas, como se explica en esta invención (p. ej., a través de un canal de asiento 310, como se muestra en la figura 3a, o similar).

La figura 6 ilustra una realización de ejemplo en la que el actuador 650 se puede colocar en una ruta de flujo (mostrada por flechas de un solo lado) del sistema de válvula de asiento 100, que puede proporcionar refrigeración al actuador 650. Específicamente, el fluido puede ingresar al sistema de válvula de asiento 100 a través del canal 140 y dentro de la cavidad de la válvula 123, donde puede pasar más a través de la abertura 145 entre la cabeza del asiento 125 y el cuerpo de la válvula 120. El fluido puede pasar a la cavidad presurizada 110 y fluir alrededor y pasar el actuador 650. Como se ilustra en el dibujo de la sección transversal de la figura 7a, otra realización que puede proporcionar refrigeración a un actuador 650 puede incluir una ruta de conducción entre el actuador 650 y el exterior del cuerpo de la válvula 750. Por ejemplo, esto puede hacerse a través de las aletas de refrigeración 760 que se extienden entre el actuador 650 y el cuerpo de la válvula 120 y/o el recipiente de presión 115. Las aletas de refrigeración 760 pueden extenderse hacia la cavidad de presión 110 sin impedir el flujo de fluido alrededor del actuador 650. Por ejemplo, como se muestra en la figura 7a, las aletas de refrigeración 760 pueden definir cuatro canales en la cavidad de presión 110. Las aletas de refrigeración 760 pueden estar definidas por el cuerpo de la válvula 120 y/o el recipiente de presión 115 en algunos ejemplos. En otros ejemplos, las aletas de refrigeración 760 pueden estar definidas por una porción del actuador 650. En otros ejemplos, las aletas de refrigeración 750 pueden ser estructuras separadas del actuador 650, el cuerpo de la válvula 120 o el recipiente a presión 115.

En algunas realizaciones, la conducción del calor puede mejorarse mediante el uso de materiales de alta conductividad térmica como el aluminio y/o termoplásticos térmicamente conductores. Además, en realizaciones donde el sistema de válvula de asiento 100 es un sistema completamente sellado, el sistema de válvula de asiento 100 se puede colocar en una variedad de entornos operativos, independientemente de la presión ambiental (p. ej., dentro o fuera de una cámara que está controlando). Dichas realizaciones selladas pueden configurarse para permitir que el flujo de la válvula funcione hacia atrás.

Algunas realizaciones del sistema de válvula de asiento 100 pueden comprender un sensor de corriente para monitorear la corriente al actuador 650. La corriente, el voltaje aplicado y las propiedades del actuador 650, incluida la resistencia, se pueden usar para estimar la temperatura del actuador 650. La estimación de temperatura se puede usar para activar procedimientos de enfriamiento, incluido el apagado, para impedir que el actuador 650 se sobrecaliente. También se puede realizar una medición de temperatura directamente mediante el uso de un termopar, termistor o similar para medir la temperatura del actuador 650 u otras porciones adecuadas del sistema de válvula de asiento 100.

Una realización puede comprender un conjunto de válvula 105 donde algunos o todos los componentes del actuador 650 están rodeados por el cuerpo de la válvula 120 y/o el recipiente de presión 115 o son parte integrante de los mismos. La construcción del conjunto de válvula 105 alrededor de un actuador 650 puede permitir que el sistema de válvula de asiento 100 tenga una masa y/o volumen pequeño, lo que puede ser beneficioso en algunas realizaciones. Además, un actuador 650 que tiene componentes que definen o son una porción del cuerpo de la válvula 120, del recipiente de presión 115 y/o del conjunto de asiento 106 puede permitir una mayor reducción de tamaño y peso. Por ejemplo, la figura 7b ilustra una realización de ejemplo donde un actuador está dispuesto dentro de la cavidad de la válvula 123 y/o definido por porciones del cuerpo de la válvula 120. En este ejemplo, el cuerpo de válvula 120 comprende una pluralidad de imanes 770 y una bobina de voz 780 que rodea el eje de asiento 135. Los imanes 770 y la bobina de voz 780 pueden definir al menos una porción de un actuador 650 configurado para accionar el conjunto de asiento 106 que incluye el diafragma 130, el eje 135 y la cabeza del asiento 125.

En algunas realizaciones, el balance de las fuerzas en el conjunto de válvula 105 puede proporcionar un sistema de válvula de asiento 100 donde el actuador 650 solo necesita superar las fuerzas de inercia y la fuerza de sellado requerida para minimizar las fugas mientras está en un estado cerrado. Sin embargo, en realizaciones adicionales, puede ser deseable instalar un resorte de retorno o flexión que fuerce el conjunto de asiento 106 a la posición cerrada cuando no se suministre fuerza de actuación. Esto puede impedir que el conjunto de válvula 105 tenga fugas en su estado apagado y puede garantizar que si hay una pérdida repentina de energía, el conjunto de válvula 105 fallará al cerrarse. Por otro lado, tal configuración puede no ser deseable en algunas realizaciones, porque tal configuración puede requerir energía para mantener abierto el conjunto de válvula 105. Si se usa un resorte de retorno, puede ser deseable en algunas implementaciones elegir un resorte de retorno que tenga una tasa de resorte baja para que la fuerza de retorno no aumente dramáticamente cuando el conjunto de válvula 105 se mueve a la posición totalmente abierta. En la figura 8 se ilustra un ejemplo de una realización con un resorte de retorno y se analiza con más detalle a continuación.

Si no se desea un resorte, se pueden usar opciones alternativas para mantener el conjunto de válvula 105 cerrado, como pestillos magnéticos (usando imanes permanentes o electroimanes), o sobre el centro, o desviando las fuerzas internas de balance de la válvula, u otros mecanismos mecánicos de bloqueo que impidan que el conjunto de válvula 105 se abra en caso de pérdida de energía. Además, los materiales con propiedades ajustables/controlables (por ejemplo, el nitinol) pueden utilizarse para ajustar activamente la tasa de retorno, el bloqueo o similares. También se pueden usar uno o más actuadores 650 para cerrar el conjunto de válvula 105 para ayudar con el sellado. Esto se puede hacer usando el mismo actuador 650 que abre el conjunto de válvula 105 o mediante el uso de un actuador adicional 650.

En varias realizaciones, el sistema de válvula de asiento 100 puede proporcionar un control proporcional del flujo de aire que se puede lograr moviendo el cabezal de asiento 125 a diferentes desplazamientos que pueden cambiar el orificio 145 del conjunto de válvula 105. Para algunas realizaciones, esto puede requerir la capacidad de controlar la posición del conjunto de válvula 105 que se puede lograr a través de modelos de avance y retroalimentación del sensor. Un resorte de retorno puede proporcionar una relación lineal de fuerza a posición, por lo que si el actuador 650 puede proporcionar un intervalo de fuerzas suficientemente preciso, entonces el control de avance puede ser adecuado para alcanzar una posición deseada. Si se requiere un mayor grado de precisión, algunas realizaciones pueden comprender un sensor de posición, que se puede incorporar en la válvula. Dicho sensor de posición puede estar configurado para determinar la posición del conjunto de asiento 106, incluyendo la cabeza del asiento 125, el eje 135 y/o el diafragma 130. Esto se puede lograr con una variedad de sensores que incluyen un sensor de efecto Hall, un codificador óptico, un sensor de corrientes parásitas, un sensor de desplazamiento o similares. Uno o más sensores pueden ser incorporados directamente en las diversas porciones del sistema de válvula de asiento 100, incluyendo la cavidad de la válvula 123 y/o el cuerpo de la válvula 120.

En varias realizaciones, dicho sistema de válvula de asiento 100 puede ser útil en una variedad de aplicaciones fluídicas (p. ej., neumáticas, hidráulicas) en las que es deseable controlar los caudales o la presión. Por ejemplo, algunos dispositivos de accionamiento neumáticos e hidráulicos funcionan controlando la presión de varias cámaras que determina la posición de su carga. Para estos dispositivos, puede ser beneficioso controlar el flujo de aire hacia el actuador neumático lo más cerca posible de la cámara para que haya menos retraso entre el momento en que se ordena un cambio y el momento en que se afecta la presión. El pequeño tamaño y peso del sistema de válvula de asiento balanceado 100 de varias realizaciones descritas en esta invención pueden ser adecuados para este propósito porque ya no se convierte en una carga tener una válvula ubicada en cada cámara del actuador.

Esto puede ser beneficioso en aplicaciones de robótica, órtesis neumática y exoesqueleto donde el peso de numerosas válvulas puede aumentar sustancialmente el peso del dispositivo total, y el tamaño grande de la válvula puede impedir la movilidad. El sistema de válvula de asiento 100 o conjunto de válvula 105 también se puede colocar dentro de una cámara de presión que controla de acuerdo con algunas realizaciones, que pueden incluir una o más cámaras de un actuador inflable de un exoesqueleto, robot o similar.

Por ejemplo, un sistema de exoesqueleto (o sistema robótico) puede comprender un sistema de actuación que incluye un sistema de control y un sistema de actuación fluídica que puede accionar una pluralidad de sistemas de válvula de asiento 100 dispuestos dentro de respectivos actuadores inflables del exoesqueleto. Al inflar y/o desinflar selectivamente dichos actuadores inflables cuando los lleva un usuario, el exoesqueleto puede generar movimientos como caminar, levantar, correr o similares.

Más específicamente, inflar y/o desinflar uno o más actuadores inflables a través de uno o más sistemas de válvulas de asiento 100 puede mover articulaciones como el tobillo, la rodilla, el codo, el hombro, la muñeca y similares. Por ejemplo, los actuadores inflables y los sistemas de válvula de asiento 100 asociados se pueden usar alrededor o sobre varias articulaciones y se pueden configurar para mover tales articulaciones de un usuario. Otro sistema de ejemplo puede ser un brazo robótico donde las válvulas se usan para controlar la presión en las articulaciones del manipulador. Además, mediante el uso de componentes electrónicos revestidos o moldeados, las realizaciones de una válvula de este tipo pueden usarse en un fluido conductor (p. ej., usarse bajo el agua).

En varias aplicaciones, puede ser deseable poder aumentar y disminuir la presión de una cámara. En consecuencia, en algunas realizaciones puede ser deseable un par de conjuntos de válvulas 105, uno para suministrar alta presión y el otro para liberar presión. Por lo tanto, en algunas realizaciones, puede ser deseable combinar dos conjuntos de válvulas 105 en un solo sistema de válvula de asiento 100. Por ejemplo, dicho sistema de válvula de asiento 100 puede comprender tres puertos 140 y un solo actuador 650 que puede accionar ambos conjuntos de válvula 105. En algunas realizaciones, esto puede requerir una conexión entre los dos conjuntos de asiento 106 y el efector de accionamiento del actuador/motor que permite que el efector de accionamiento del actuador/motor accione los dos conjuntos de válvulas 105 de forma independiente. Otras realizaciones pueden utilizar palancas, mecanismos de flexión o múltiples bobinas que comparten un único cuerpo de acero e imán para accionar los conjuntos de asiento 106 de forma independiente. El ejemplo de realización de válvula de dos vías y tres puertos se puede expandir para crear una válvula de múltiples puertos que utiliza uno o más actuadores para controlar, dirigir o regular el flujo. En varias realizaciones, una válvula de este tipo se puede hacer funcionar en cualquier dirección (p. ej., las líneas de alta y baja presión se pueden cambiar sin cambiar la funcionalidad), lo que permite un esquema de montaje uniforme para las válvulas de admisión y escape.

Por ejemplo, en una realización de este tipo, un solo actuador 650 puede accionar una pluralidad de conjuntos de asiento 106. Tal actuación de los conjuntos de asiento 106 puede producirse al unísono, puede ser escalonado, puede ser opuesto o similar. En otras palabras, un único actuador 650 que actúa sobre una pluralidad de conjuntos de asiento 106 puede hacer que los conjuntos de asiento 106 se abran y cierren al mismo tiempo; abrirse y cerrarse en sucesión alterna y/u opuesta, o similares.

Una realización adicional comprende un sistema de válvula de asiento 100 cuya entrada 140 y puertos de salida 810 están colocados en línea a lo largo del eje Y, como se muestra en la figura 8. Esta configuración puede comprender cámaras interiores selladas dentro del sistema de válvula de asiento 100 que puede permitir la arquitectura balanceada.

Las realizaciones descritas son susceptibles de diversas modificaciones y formas alternativas, y ejemplos específicos de las mismas se han mostrado a modo de ejemplo en los dibujos y se describen en detalle en esta invención. Debe entenderse, sin embargo, que las realizaciones descritas no se limitan a las formas o procedimientos particulares descritos, sino que, por el contrario, la presente invención está cubierta por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de válvula de asiento (100) que comprende:

un cuerpo de válvula (120) que tiene un primer (121) y un segundo extremo (122) y que define una cavidad de válvula (123); y

un conjunto de asiento (106) que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo y a través de la cavidad de la válvula, el conjunto de asiento comprende:

una cabeza de asiento móvil (125) dispuesta en el primer extremo del conjunto de asiento y configurada para generar un sello al hacer contacto con una porción del cuerpo de la válvula y configurada para definir una abertura (145) entre la cavidad de la válvula y una cavidad de presión en uso (110); y

un elemento guía móvil (130) dispuesto en el segundo extremo del cuerpo de la válvula, caracterizado porque la cabeza del asiento y el elemento guía comprenden áreas transversales

efectivas coincidentes, de manera que la presión dentro de la cavidad de la válvula (123) aplica la misma fuerza sobre la cabeza del asiento (125) que sobre el elemento guía (130).

2. El sistema de válvula de asiento de la reivindicación 1, donde el conjunto de asiento comprende además un eje (135) que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo y está acoplado a la cabeza del asiento y al elemento guía, y

donde la cabeza del asiento, el elemento guía y el eje están configurados para moverse a lo largo de un primer eje común (X).

3. El sistema de válvula de asiento de la reivindicación 1, que comprende además puertos de entrada y salida dispuestos a lo largo del primer eje común.

4. El sistema de válvula de asiento de la reivindicación 1, que comprende además un actuador (650) que tiene un eje de accionamiento del actuador (655) dispuesto a lo largo del primer eje común, el eje de accionamiento del actuador está acoplado al conjunto de asiento y configurado para accionar el conjunto de asiento a lo largo del primer eje común.

5. Conjunto de actuador fluídico inflable que comprende un actuador fluídico inflable y el sistema de válvula de asiento de la reivindicación 1, donde la cavidad de presión está definida al menos en parte por el actuador fluídico inflable; y donde el actuador fluídico inflable es parte en uso de un robot fluídico con el actuador fluídico inflable posicionado alrededor de una articulación y configurado para mover la articulación cuando el actuador fluídico inflable es inflado por el sistema de válvula de asiento.

6. El sistema de válvula de asiento de la reivindicación 1, donde, en uso, una presión externa que actúa sobre una cara externa de la cabeza del asiento y sobre una cara externa del elemento guía ejerce sustancialmente la misma fuerza sobre el conjunto de asiento en direcciones opuestas para dar como resultado un fuerza neta sustancialmente de cero.

7. El sistema de válvula de asiento de la reivindicación 1, que comprende además un respiradero que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo y está configurado para conectar operativamente una primera y una segunda porción separadas de la cavidad de presión.

8. El sistema de válvula de asiento de la reivindicación 1, donde el elemento guía comprende un diafragma.

9. El sistema de válvula de asiento de la reivindicación 1 que comprende además un actuador, estando dispuesta al menos una porción del actuador dentro de la cavidad de la válvula.

10. Un robot fluídico o sistema de exoesqueleto que comprende:

una pluralidad de actuadores fluídicos inflables que definen una pluralidad de cavidades de presión, los actuadores fluídicos inflables están configurados para asociarse y mover una o más articulaciones mediante el inflado de la pluralidad de actuadores fluídicos inflables; y

una pluralidad de sistemas de válvula de asiento dispuestos dentro de las respectivas cavidades de presión de los actuadores inflables y configurados para inflar la cavidad de presión, los sistemas de válvula de asiento comprenden el sistema de válvula de asiento de la reivindicación 2, donde el elemento guía comprende un diafragma.

11. El sistema de exoesqueleto o robot fluídico de la reivindicación 10, que comprende además un actuador configurado para accionar el conjunto de asiento.

12. El sistema de robot fluido o exoesqueleto de la reivindicación 11, donde el actuador es solidario con una o más porciones del cuerpo de la válvula a través de una o más aletas de refrigeración, las aletas de refrigeración están configuradas para transferir el calor generado por el actuador al cuerpo de la válvula y a una porción externa del cuerpo de la válvula para enfriar el actuador.

13. El sistema de exoesqueleto o robot fluídico de la reivindicación 10, donde el sistema de válvula de asiento está configurado para definir una ruta de flujo que comprende:

un primer flujo desde un puerto de entrada hacia la cavidad de la válvula; y

un segundo flujo desde la cavidad de la válvula hacia la cavidad de presión a través de la abertura definida por la cabeza del asiento y el cuerpo de la válvula,

donde un actuador está dispuesto en la ruta de flujo definida por el sistema de válvula de asiento y configurado para ser enfriado por el fluido que se mueve en la ruta de flujo.

14. El sistema de exoesqueleto o robot fluídico de la reivindicación 10, donde el sistema de válvula de asiento comprende uno o más seleccionados de entre el grupo que comprende: las características de cualquiera de las reivindicaciones 6, 7 o 9; una pluralidad de conjuntos de asiento, donde la pluralidad de conjuntos de asiento son accionados por un solo actuador; un sensor de posición configurado para determinar una posición de al menos una porción del conjunto de asiento; y un resorte de retorno configurado para obligar al conjunto de asiento a la posición cerrada cuando no se aplica una fuerza de actuación al conjunto de asiento.

15. El sistema de exoesqueleto o robot fluídico de la reivindicación 10, donde el sello generado por el contacto entre el cuerpo de la válvula y la cabeza del asiento comprende al menos una porción comoldeada, donde al menos una porción comoldeada está definida por una porción de al menos uno de los elementos del cuerpo de la válvula. y la cabeza del asiento.