MX2011004598A - Aparato de palanca con actuador giratorio que cuenta con una cavidad anular. - Google Patents

Abstract

La palanca del actuador giratorio (102) incluye un cuerpo cilíndrico (202) que tiene una primera abertura (204) y una segunda abertura (220) alineada de forma axial a la primera abertura y con un tamaño mayor al de la primera abertura. El brazo de la palanca (224) se extiende hasta una distancia predeterminada desde el cuerpo y tiene un primer miembro (226) separado de un segundo miembro (228). Cada uno del primero y el segundo miembro del brazo (226, 228) incluye un orificio (230, 232) para recibir un sujetador para acoplar de forma operativa la palanca a un vástago de un actuador. El cuerpo incluye una cavidad anular (248) adyacente al primer miembro del brazo de la palanca para permitir que el primer miembro del brazo se flexione con relación al segundo miembro del brazo cuando la palanca se acople a un vástago del actuador.

Description

APARATO DE PALANCA CON ACTUADO GIRATORIO QUE CUENTA CON UNA CAVIDAD ANULAR Campo de la Invención La presente descripción se refiere en general a actuadores giratorios y, de forma más particular, a aparatos de palanca con actuadores giratorios que cuentan con una cavidad anular.

Antecedentes de la Invención Los sistemas o las plantas de control del proceso a menudo utilizan válvulas giratorias como, por ejemplo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de disco excéntrico, válvulas de obturador excéntrico, etc., para controlar el flujo de los fluidos del proceso. En general, las válvulas giratorias típicamente incluyen un miembro de control de flujo de fluido ubicado en el pasaje de fluido y acoplado de forma giratoria al cuerpo de la válvula giratoria a través de un eje. Típicamente, una parte del eje que se extiende desde la válvula giratoria se acopla de manera operativa a un vástago de un actuador giratorio (por ejemplo, un actuador neumático, un actuador eléctrico, un actuador hidráulico, etc.)Generalmente se utiliza una palanca para acoplar el vástago del actuador al eje de la válvula. La palanca convierte un desplazamiento rectilíneo del vástago del actuador en un desplazamiento giratorio del eje de la válvula. Por consiguiente, la rotación de la palanca hace que el eje de la válvula y el miembro de control de flujo (por ejemplo, un disco, una bola, etc.) giren para aumentar o limitar el flujo de fluido a través de la válvula. En la práctica, se puede utilizar un posicionador para controlar el desplazamiento del vástago del actuador, para girar la palanca y el eje de la válvula y, por lo tanto, el miembro de control de flujo de la válvula hasta una posición angular deseada para lograr un flujo de fluido deseado a través de la válvula giratoria. Generalmente, la palanca incluye un brazo que se acopla a un cojinete de cabeza de biela del vástago del actuador a través de un sujetador. Un par de torsión aplicado al sujetador genera una carga axial que se utiliza para poner el brazo de la palanca en contacto con el cojinete de cabeza de biela del vástago del actuador. Esta carga debe ser lo suficientemente grande para proporcionar la suficiente fuerza de sujeción para evitar que haya deslizamientos o movimientos perdidos en el punto de unión entre el cojinete de cabeza de biela y la palanca. No obstante, la imposibilidad de proporcionar la fuerza suficiente provoca deslizamientos o movimientos perdidos en el punto de unión entre el vástago del actuador y la palanca, lo que hace que el miembro de control se coloque de forma incorrecta. Generalmente, tales deslizamientos o movimientos perdidos hacen que la posición real un miembro de control de la válvula se desvíe de la posición deseada. De manera adicional, una fuerza de sujeción insuficiente puede hacer que el sujetador absorba toda o la mayoría de la carga que aplica el actuador (a través del vástago del actuador), lo que puede quebrar o desgastar el sujetador y provocar fallas.

Por consiguiente, se puede configurar una palanca para que reciba una variedad de ejes de válvula diferentes como, por ejemplo, ejes estriados, ejes doble D, ejes de cuadradillo, etc. Los diversos ejes de válvula se acoplan a la palanca en puntos diferentes, dependiendo del estilo de punta del eje (es decir, estriado, cuadradillo). Como consecuencia, los ejes de válvula que tienen puntas diferentes transmiten cargas de torsión diferentes a la palanca durante el funcionamiento. Y aun más importante, la ubicación de la transmisión de la carga depende del estilo de punta del eje. Con diseños de palancas conocidos, tal variación en las cargas de torsión puede dar como resultado una fuerza de sujeción suficiente para algunos ejes y una fuerza de sujeción insuficiente para otros. Breve Descripción de la Invención En un ejemplo, un aparato de palanca con actuador giratorio incluye un cuerpo cilindrico que tiene una primera abertura y una segunda abertura alineada de forma axial con la primera abertura y con un tamaño mayor al de dicha primera abertura. La palanca con actuador giratorio incluye un brazo que se extiende hasta una distancia predeterminada desde el cuerpo y que tiene un primer miembro del brazo separado del segundo miembro del brazo. Cada uno del primero y el segundo miembro del brazo incluye un orificio para recibir un sujetador para el acoplamiento operativo de la palanca a un vástago de un actuador. El cuerpo también cuenta con una cavidad anular adyacente al primer miembro del brazo para permitir que el primer miembro del brazo se flexione con relación al segundo miembro del brazo cuando la palanca se acople al vástago del actuador.

En otro ejemplo, una palanca incluye un brazo para su acoplamiento giratorio a un vástago de un actuador y se extiende hasta una distancia predeterminada desde el cuerpo de la palanca. El cuerpo incluye una cavidad anular adyacente al brazo de la palanca y una primera abertura que tiene una primera superficie interna con forma para recibir un primer eje de la válvula.

En aun otro ejemplo, un ensamblaje del actuador giratorio incluye una válvula montada a una estructura y cuenta con un eje. Un actuador se acopla de forma operativa a la válvula y se coloca dentro de la estructura. El ensamblaje del actuador giratorio incluye, adicionalmente, una palanca que tiene un brazo acoplado de forma giratoria a un vástago del actuador. La palanca incluye una cavidad anular adyacente al brazo de la palanca para permitir que un primer miembro del brazo se flexione con relación a un segundo miembro del brazo cuando el vástago del actuador se acople al brazo de la palanca. La palanca también incluye una primera abertura para recibir un primer eje de la válvula.

Breve Descripción de las Figuras La FIG. 1A es una ilustración transversal de un ensamblaje del actuador giratorio que tiene un aparato de palanca con actuador giratorio de ejemplo descrito en la presente.

La FIG. 1B es una vista transversal ampliada del ensamblaje del actuador giratorio de ejemplo de la FIG. 1A, como se observa en la línea A-A de la FIG. 1A.

La FIG. 1C es una vista transversal de una válvula giratoria que se puede utilizar para poner en práctica el ensamblaje del actuador giratorio de la FIG. 1A.

Las FIGS.2A y 2B ilustran el aparato de palanca de ejemplo ilustrado en las FIGS. 1A y 1B, respectivamente.

La FIG. 3A es una vista transversal del aparato de palanca de ejemplo de las FIGS. 1A, 1C, 2A y 2B, que muestra la palanca acoplada a un eje de válvula estriado.

La FIG. 3B es una vista transversal del aparato de palanca de ejemplo de las FIGS. 1A, 1C, 2A y 2B, que muestra la palanca acoplada a un eje de válvula de cuadradillo a través de un miembro de inserción.

Descripción Detallada de la Invención En general, el aparato de palanca de ejemplo descrito en la presente se puede utilizar con un ensamblaje del actuador giratorio y puede recibir diferentes tipos de ejes de válvula como, por ejemplo, ejes estriados, ejes de cuadradillo, ejes doble D, ejes con chaveta, etc. En particular, el aparato de palanca de ejemplo incluye un brazo de palanca que acopla de forma giratoria la palanca a un vástago del actuador que cuenta con un cojinete de cabeza de biela. La palanca se puede cargar en diferentes puntos, dependiendo del estilo de punta del eje de la válvula. En particular, se configura y dimensiona la palanca para que resista la o las cargas máximas de torsión a las que se someterá. Esto significa que, debido a que el diámetro de la palanca se aumentó para que resista la carga de torsión en varios puntos, la mayor dureza de la palanca no permite que la fuerza suficiente sujete o acople un cojinete de cabeza de biela de un vástago del actuador al brazo de la palanca (es decir, unión del cojinete de cabeza de biela con el brazo de la palanca).

Para reducir la rigidez lateral o aumentar la flexibilidad lateral del brazo de la palanca, la palanca de ejemplo descrita en la presente incluye una cavidad o ranura anular adyacente al brazo de la palanca. La cavidad anular permite que un sujetador se acople al brazo de la palanca para transmitir una mayor cantidad de fuerza (es decir, una fuerza de sujeción) a un cojinete de cabeza de biela de un vástago del actuador, mediante lo cual se reducen o se previenen de forma sustancial los deslizamientos o los movimientos perdidos en esta unión y se mejora el rendimiento de retención de la válvula. Dicha cavidad anular es particularmente ventajosa para palancas diseñadas para recibir y resistir la carga de torsión de varios o múltiples tipos de ejes de válvula como, por ejemplo, ejes estriados, ejes de cuadradillo, ejes doble D, ejes con chaveta, etc. Como consecuencia, la palanca aumenta la versatilidad del actuador para alcanzar los estándares internacionales y permite que el actuador se acople a una variedad de válvulas diferentes.

La FIG. 1A es una vista transversal de un ensamblaje del actuador giratorio de ejemplo 100 que tiene una palanca de ejemplo 102 descrita en la presente. La FIG. 1B ilustra una vista transversal parcial aumentada de una parte del ensamblaje del actuador giratorio 100 de la FIG. 1A, como se observa a lo largo de la línea A-A de la FIG. 1A. La FIG. 1C es una vista transversal de una válvula de control giratoria de ejemplo 104 que se puede utilizar para poner en práctica el ensamblaje del actuador giratorio 100 de la FIG. 1A.

Haciendo una referencia detallada a las FIGS. 1A, 1B y 1C, el ensamblaje del actuador giratorio de ejemplo 100 incluye un actuador 106 (por ejemplo, un actuador de diafragma, un actuador de pistón, etc.) acoplado a una estructura 108 del ensamblaje del actuador giratorio 100. El actuador 106 incluye una cubierta 110 que captura un diafragma 112 entre una parte de cubierta superior 114 y una parte de cubierta inferior 116. Las partes de la cubierta 114 y 116 se acoplan con una pluralidad de sujetadores de rosca externa 118 espaciados a lo largo de un borde exterior de la cubierta 110. El diafragma 112 separa el espacio dentro de la cubierta 110 en una cámara de presión de control 120 a través de la cual se suministra una presión controlada a través de un puerto de entrada 122 para desplazar el diafragma 112. Una placa de diafragma 124 suministra un refuerzo rígido para el diafragma 112 y acopla el diafragma 112 a un vástago o biela del actuador 126 (por ejemplo, a través de roscas). Un resorte del actuador 128 rodea al vástago del actuador 126 y se coloca entre la placa del diafragma 124 y un asiento del resorte 130. El resorte 128 proporciona una fuerza de polarización contra la placa del diafragma 124 para devolver el vástago del actuador 126 y un miembro de control de flujo o miembro de retención 132 (por ejemplo, una bola, un disco, un tapón, etc.) de la válvula de control giratoria 104 (FIG. 1B) u otro operador acoplado al vástago del actuador 126 a una posición conocida en ausencia de presión de control aplicada al diafragma 112. El vástago del actuador 126 incluye un cojinete de cabeza de biela 134 para acoplar de forma giratoria el vástago del actuador 126 a la palanca 102. La estructura 108 puede incluir un tope ajustable 136 que enganche la palanca 102 para limitar el movimiento rotacional de la palanca 102 y, de esta forma, la posición rotacional del miembro de control de flujo 132.

Como se muestra de la forma más clara en la FIG. 1B, la estructura 108 incluye un yugo de montaje 140 que acopla la válvula de control giratoria 104 al ensamblaje del actuador giratorio 100. El actuador 106 se encuentra acoplado de forma operativa a la válvula de control giratoria 104 a través de la palanca 102 para hacer funcionar el miembro de control de flujo 132 de la válvula de control giratoria 104. Adicionalmente, la palanca 102 está acoplada de forma giratoria a la estructura 108 a través de casquillos 142, de manera tal que la palanca 102 pueda girar con relación a la estructura 108 alrededor de un eje 144.

Con relación a la FIG. 1C, la válvula de control giratoria 104 incluye un cuerpo de la válvula 146 que contiene el miembro de control de flujo 132 y un orificio 148 que cuenta con una superficie de asiento o anillo de sellado 150. El miembro de control de flujo 132 se acopla a un eje de válvula 152 que, a su vez, se acopla a la palanca 102. El miembro de control de flujo 132 engancha el anillo de sellado 150 para controlar el flujo de fluido de una entrada 154, a través del orificio 148 y hacia un punto de salida 156. Por lo tanto, se controla la proporción de flujo de fluido a través de la válvula de control giratoria 104 mediante la posición del miembro de control de flujo 132 con relación al anillo de sellado 150. La posición del miembro de control de flujo 132 puede variar desde una posición cerrada en la que el miembro de control de flujo 132 se encuentra en posición sellante con el anillo de sellado 150 hasta una posición de apertura total o proporción de flujo máxima, en la que el miembro de control de flujo 132 está separado del anillo de sellado 150.

En funcionamiento, el ensamblaje del actuador giratorio 100 recibe una señal de control como, por ejemplo, aire comprimido en la cámara de presión de control 120 a través del puerto de entrada 122. El aire comprimido desplaza el diafragma 112 y la placa del diafragma 124 contra el resorte 128. El desplazamiento del diafragma 112 da como resultado un desplazamiento rectilíneo correspondiente del vástago del actuador 126. El desplazamiento rectilíneo del vástago del actuador 126 se convierte en un desplazamiento rotacional de la palanca 102, mediante lo cual la rotación de la palanca 102 hace que el eje de la válvula 152 y el miembro de control de fluido 132 giren hasta la posición angular deseada para variar o controlar la cantidad de fluido que fluye a través de la válvula de control giratoria 104. Cuando el miembro de control de flujo 132 se encuentra cerrado, el miembro de control de flujo 132 engancha el anillo de sellado 150 que rodea el pasaje de flujo a través de la válvula de control giratoria 104, para evitar el flujo de fluido a través de la válvula 104.

Si bien el ensamblaje del actuador giratorio 100 de la FIG. 1A se ilustra utilizando un actuador neumático (es decir, el actuador 106), el ensamblaje del actuador giratorio de ejemplo 100 puede utilizar cualquier otro tipo de actuador como, por ejemplo, un actuador eléctrico, un actuador hidráulico, etc. De la misma forma, si bien el miembro de control de flujo 132 se ilustra como un obturador excéntrico en la FIG. 1C, el miembro de control de flujo 132 se puede poner en práctica utilizando cualquier tipo de válvula como, por ejemplo, una válvula de mariposa, una válvula de bola, una válvula de disco excéntrico, etc.

Las FIGS.2A y 2B ilustran la palanca de ejemplo 102 de las FIGS. 1A y 1B. Con relación a las FIGS. 2A y 2B, la palanca 102 incluye un cuerpo 202 que tiene una abertura u orificio 204 sustancialmente cerca del centro del cuerpo 202. La abertura u orificio 204 incluye una superficie interna estriada 206 para recibir y/o unirse a un eje de válvula estriado como, por ejemplo, el eje de válvula 152 representado en la FIG. 1C. La palanca 102 puede incluir una ranura 208 y un miembro de sujeción 210 que tiene un orificio 212 para recibir un sujetador (no se muestra), de forma tal que, cuando se ajusta el miembro de sujeción 210, la palanca 102 se sujeta al eje de la válvula 152 para proporcionar un ajuste sustancialmente hermético entre la palanca 102 y el eje 152. Adiclonalmente, el cuerpo 202 puede Incluir una leva 214 que se acopla de manera operativa a un posicionador (no se muestra) que controla el ensamblaje del actuador giratorio 100 con base en la posición de la leva 214.

La palanca de ejemplo 102 también puede incluir un primer extremo 216 y un segundo extremo 218. Cada uno del primer extremo 216 y el segundo extremo 218 puede incluir una abertura u orificio 220 que tiene un diámetro mayor al diámetro de la abertura u orificio 204. La abertura u orificio 220 incluye una superficie interna 222 como, por ejemplo, una superficie interna estriada, para recibir y/o unirse a al menos una parte de un miembro de inserción o adaptador de eje 306 (FIG. 3B). El miembro de inserción 306 incluye un orificio (no se muestra) con forma para recibir, por ejemplo, un eje de cuadradillo, un eje doble D, un eje con chaveta o puede tener la forma para recibir cualquier otro eje de válvula para acoplar el eje de válvula a la palanca 102.

La palanca 102 incluye un brazo 224 que se extiende hasta una distancia predeterminada desde el cuerpo 202 e incluye un primer miembro del brazo 226 separado de un segundo miembro del brazo 228. El segundo miembro del brazo 228 tiene un grosor mayor que el del primer miembro del brazo 226. El primer miembro del brazo 226 también incluye un orificio o una perforación de montaje 230 y el segundo miembro 228 incluye un orificio en forma de rosca o una perforación de montaje 232 alineados de forma axial con el primer orificio 230. Los orificios 230 y 232 reciben un sujetador 234 para acoplar de forma giratoria la palanca 102 al cojinete de cabeza de biela 134 del vástago del actuador 126. El primer y el segundo miembro del brazo 226 y 228 incluyen conectores 236 y 238, respectivamente. Los conectores 236 y 238 enganchan por fricción las superficies respectivas 240 y 242 del cojinete de cabeza de biela 134 para evitar que el cojinete de cabeza de biela 134 se mueva a lo largo de los ejes 244 y 246. Como se expone con mayor detalle a continuación, el cuerpo 202 incluye una cavidad o ranura anular 248 adyacente al primer miembro del brazo 226 del brazo de la palanca 224 para aumentar la cantidad de fuerza de sujeción entre el cojinete de cabeza de biela 134 y el brazo de la palanca 224.

La palanca 102 se adapta para recibir una variedad de puntas de ejes de válvula (por ejemplo, los ejes de válvula 302 o 304) que transmiten diferentes cargas de torsión en diversos puntos en la palanca. Para poder adaptar las diferentes cargas de torsión en diversos puntos en la palanca 102, a la palanca 102 se le proporciona el tamaño necesario para resistir las cargas de torsión que aplica un eje de válvula, independientemente de la punta o el tipo de eje de válvula. Como resultado de esto, a la palanca 102 se le proporciona el tamaño necesario para resistir la o las máximas cargas de torsión a las que se someterá. En particular, el diámetro exterior del cuerpo 202 es relativamente mayor y, por lo tanto, tiende a suministrar una mayor rigidez o dureza al brazo de la palanca 224. De manera adicional o alternativa, el primer y el segundo miembro del brazo 226 y 228 también pueden ser relativamente mayores (por ejemplo, más gruesos) para evitar que el primer y el segundo miembro del brazo 226 y 228 se desvíen o tuerzan cuando el actuador 106 aplique fuerza a la palanca 102. Adicionalmente, el segundo miembro del brazo 228 puede enganchar un tope ajustable (por ejemplo, el tope ajustable 136 de la FIG. 1A) y, por consiguiente, se le da el tamaño necesario para resistir la fuerza que aplica el actuador 106 cuando el segundo miembro del brazo 228 engancha el tope ajustable.

La imposibilidad de proporcionar el tamaño adecuado a la palanca 102 (por ejemplo, el diámetro externo del cuerpo de la palanca 202) puede hacer que la palanca 102 se tuerza o se desvíe de forma angular cuando el actuador 106 aplique fuerza para girar la palanca 102. En otras palabras, a medida que el actuador 106 acciona el vástago del actuador 126, la palanca 102 se desvía o tuerce antes de hacer girar un eje de válvula (por ejemplo, el eje de válvula 304 de la FIG. 3B) acoplado a la palanca 102, lo que da como resultado movimientos perdidos.

Adicionalmente, si a la palanca 102 se le da el tamaño o la dimensión incorrectos, el giro del eje puede hacer que la palanca 102 se desvíe de forma angular, lo que daría como resultado movimientos perdidos. A menudo, el giro del eje es causado por una gran fricción de sellado entre un miembro de cierre (por ejemplo, el miembro de cierre 132 de la FIG. 1C) y el asiento de la válvula (por ejemplo, el asiento de la válvula 150 de la FIG. 1C) que puede ser necesario para lograr el cierre hermético. Dado que la gran fricción mantiene al miembro de cierre en su lugar, el torcimiento del eje de la válvula absorbe la energía que aplica el actuador 106 hasta que el actuador 106 aplica una cantidad de carga que supera las cargas de torsión que transmite el eje de la válvula a la palanca 102, mediante lo cual se provoca que la palanca 102 se tuerza o se desvíe de forma angular.

Un aumento del diámetro externo del cuerpo 202 y/o del primer y segundo miembro del brazo 226 y 228 proporciona una mayor rigidez y dureza al brazo de la palanca 224 para reducir el torcimiento o la desviación angular de la palanca 102. No obstante, un aumento de la dureza lateral del brazo de la palanca 224 tiende a reducir la fuerza de sujeción o la carga que transmite el sujetador 234 a la unión formada por el brazo de la palanca 224 en el cojinete de cabeza de biela 134. Adicionalmente, un aumento del tamaño de la palanca 102 aumenta su dureza y tiende a limitar la cantidad de fuerza de sujeción que se puede aplicar al cojinete de cabeza de biela 134 desde el brazo de la palanca 224. Por ejemplo, si el primer miembro del brazo 226 es demasiado rígido, la aplicación de demasiado par de torsión al sujetador 234 puede hacer que el primer miembro del brazo 226 se rompa o se quiebre.

Cuando se acopla al brazo de la palanca 224 y al cojinete de cabeza de biela 134, el sujetador 234 transmite una fuerza de sujeción para evitar un huelgo entre una unión 250 formada por el cojinete de cabeza de biela 134 y el brazo de la palanca 224. Los huelgos provocan discontinuidad entre el actuador 106 y el miembro de cierre 132 y ocurren debido a flojedad u holgura entre las uniones mecánicas como, por ejemplo, una fuerza de sujeción insuficiente en la unión 250 entre el brazo de la palanca 224 y el cojinete de cabeza de biela 134. Una fuerza de sujeción insuficiente puede ocasionar movimiento a lo largo de los ejes de traslación 244 y/o 246. Dicho traslado o movimiento provoca deslizamiento o movimientos perdidos en la unión 250 entre el cojinete de cabeza de biela 134 y el brazo de la palanca 224. Dicho deslizamiento o movimiento perdido puede hacer que el miembro de control 132 se posicione de forma inadecuada o se desvíe de la posición deseada. Adicionalmente, una fuerza de sujeción insuficiente puede hacer que el sujetador 234 absorba toda o parte de la carga que aplica el actuador 106 (a través del vástago del actuador 126), lo cual puede quebrar o desgastar el sujetador 234 y causar fallas.

El par de torsión aplicado al sujetador 234 se utiliza principalmente con tres fines: 1) superar las fuerzas de fricción mientras q ue se gira el sujeta dor 234; 2) cerra r la brecha entre el coj inete de cabeza de biela y el brazo de la palanca y 3 ) ajustar el perno para generar la fuerza axial utilizada para sujetar el cojinete de ca beza de biela a la palanca. Por lo tanto, si se utiliza una mayor parte de la carga para superar la fricción de suj eción del sujetador o si los brazos de la palanca son demasiado ríg idos, la fuerza de sujeción resultante d ismin uye de forma inaceptable. Por consig uiente, para un par de torque total dado, a med ida que el componente de fuerza de fricción del par de torq ue total aumenta, el componente de fuerza de sujeción disminuye.

De forma más específica, a medida que se aj usta el sujetador 234, la parte de rosca del suj etador 234 (no se m uestra) engancha el orificio en forma de rosca 232 de manera q ue el m iem bro del brazo 226 se flexiona lateralmente para permitir que los conectores 236 y 238 enganchen por fricción las superficies 240 y 242 del coj inete de cabeza de biela 1 34. A med ida q ue se aj usta el sujetador 234, d icho sujetador 234 se somete a tensiones axiales. La tensión axial hace que el sujetador 234 se extienda de forma axial, lo q ue produce una fuerza de sujeción reactiva en el coj inete de cabeza de biela 1 34 y el brazo de la palanca 224. No obstante, el sujetador 234 debe superar las fuerzas de torsión q ue crea la fricción (por ejemplo, fuerzas de fricción) entre el sujetador 234 y el brazo de la palanca 224 como, por ejem plo, la fuerza de fricción que debe superar el sujetador 234 para flexionar o torcer lateralmente el miem bro del brazo 226.

Como se sugirió anteriormente, minimizar la fuerza de fricción entre el sujetador 234 y la unión 250 tiende a maximizar la fuerza de sujeción que suministra el sujetador 234. La dureza lateral del primer miembro del brazo 226 es un factor que contribuye a las fuerzas de fricción. En otras palabras, la dureza del primer miembro del brazo 226 provoca un aumento en la fuerza de fricción que supera el sujetador 234 cuando une o acopla el cojinete de cabeza de biela 134 al brazo de la palanca 224. Por lo tanto, cuanto más rígido es el brazo de la palanca 224, mayor es la cantidad de par de torsión que se necesita para girar el sujetador 234. Como consecuencia, el sujetador 234 transmite una menor fuerza de sujeción al empalme 250, debido a que el primer miembro del brazo más rígido 226 consume más del par de torsión total aplicado al sujetador 234.

Por consiguiente, al reducir la fuerza de fricción y suministrar flexión al brazo de la palanca 224, se puede realizar un aumento en la fuerza de sujeción que transmite el sujetador 234 a la unión 250 para un par de torsión total dado y el cuerpo 202 incluye la cavidad o ranura anular 248 adyacente al primer miembro del brazo 226 del brazo de la palanca 224. La cavidad anular 248 reduce la dureza lateral del primer miembro 226, mediante lo cual se reduce también la fuerza de fricción que debe superar el sujetador 234 para flexionar de forma lateral el miembro del brazo 226 con relación al segundo miembro 228 cuando el cojinete de cabeza de biela 134 del vástago del actuador 126 está acoplado al brazo de la palanca 224. Como consecuencia, para un par de torsión total dado, el sujetador 234 transmite una mayor cantidad de fuerza de sujeción al cojinete de cabeza de biela 134 y al brazo de la palanca 224 que la que transmitiría de otra forma si no se proporcionara la cavidad 248. Este aumento de la fuerza de sujeción proporciona una mejor unión por fricción entre el brazo de la palanca 224 y el cojinete de cabeza de biela 134.

La palanca de ejemplo 102 se puede realizar con varios materiales, como hierro o acero dúctil o cualquier otro material adecuado y se puede formar mediante cualquier proceso o procesos como, por ejemplo, maquinado o fundición, etc. Las superficies internas estriadas 206 y 222 pueden ser estrías enchavetadas, estrías de involuta, estrías corona, acanaladuras, etc. paralelas y se pueden formar a través de escariado, formación, etc. o cualquier otro proceso o procesos adecuados.

La FIG. 3A es una vista transversal de la palanca de ejemplo 102 acoplada al eje de válvula estriado 302 y la FIG. 3B es una vista transversal de la palanca de ejemplo 102 acoplada a un eje de válvula de punta cuadrada 304 a través del miembro de inserción 306. Como se ilustra en las FIGS. 3A y 3B, los diferentes tipos de ejes de válvula 302 y 304 se unen a la palanca 102 en diferentes puntos. A modo de ejemplo, el eje de válvula estriado 302 engancha la superficie interna estriada 206 de la primera abertura 204 (FIG. 3A) y el eje de válvula de cuadradillo 304 se acopla a la palanca 102 a través de un miembro de inserción 306 que engancha la superficie interna estriada 222 de la abertura 220 (FIG. 3B). Como consecuencia, debido a las diferentes ubicaciones de acoplamiento, los ejes de válvula 302 y 304 transmiten cargas de torsión diferentes en distintos puntos de la palanca 102 durante el funcionamiento. A la palanca 102 se le proporciona el tamaño necesario para resistir las diferentes cargas de torsión (por ejemplo, máxima) que transmiten los ejes de válvula 302 y 304 a la palanca 102.

Si bien en la presente se describieron algunos aparatos, el alcance de la cobertura de la presente patente no se limita a ellos. Por el contrario, la presente patente cubre todos los aparatos que verdaderamente se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, ya sea de forma literal o según la doctrina de equivalentes.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de palanca con actuador giratorio que comprende: un cuerpo cilindrico que cuenta con una primera abertura y una segunda abertura alineada de forma axial con la primera abertura y con un tamaño mayor al de la primera abertura y un brazo de la palanca que se extiende hasta una distancia predeterminada desde el cuerpo y que tiene un primer miembro del brazo separado de un segundo miembro del brazo, donde cada uno del primero y el segundo miembro del brazo incluye un orificio para recibir un sujetador para acoplar de forma operativa la palanca a un vástago de un actuador y donde el cuerpo tiene una cavidad anular adyacente al primer miembro del brazo para permitir que el primer miembro del brazo se flexione con relación al segundo miembro del brazo cuando la palanca se acopla al vástago del actuador.

2. Un aparato según se definió en la reivindicación 1, donde la primera abertura tiene la finalidad de recibir un eje de válvula estriado.

3. Un aparato según se definió en la reivindicación 1, donde la segunda abertura tiene la finalidad de recibir al menos una parte de un miembro de inserción y donde el miembro de inserción incluye un orificio con forma para recibir un eje de válvula.

4. U n aparato seg ún se definió en la reivindicación 3, donde el orificio tiene la forma necesaria para recibir un eje de cuadrad illo.

5. U n aparato seg ún se definió en la reivindicación 1 , donde el vastago del actuador incluye un coj inete de cabeza de biela para acoplar de forma g iratoria ei brazo de la palanca al vástago del actuador.

6. Un aparato de palanca para su uso con un ensamblaje del actuador g iratorio q ue com prende: un brazo de la palanca para acoplarse de forma g iratoria a un vástago de un actuador, donde el brazo de la palanca se extiende hasta una d istancia predeterm inada desde el cuerpo de la palanca, donde el cuerpo incluye una cavidad anular adyacente al brazo de la palanca y donde el cuerpo incluye una primera abertura q ue tiene u na primera superficie interna con forma para recibir un primer eje de válvula.

7. U n aparato según se definió en la reivi nd icación 6 , donde la primera superficie interna con forma comprende una superficie interna estriada y la primera abertura recibe al menos una parte de u n miembro de i nserción que tiene una superficie externa estriad a y u n orificio con la forma necesaria para recibir un primer eje de válvula .

8. Un aparato según se definió en la reivind icación 7, donde el primer eje de válvula comprende un eje de cuadrad illo, un eje de tipo doble D o un eje de válvula de tipo unión por chaveta .

9. Un aparato según se definió en la reivindicación 6 que comprende, adicionalmente, una segunda abertura que tiene una segunda superficie interna con forma para recibir un segundo eje de válvula diferente al primer eje de válvula.

10. Un aparato según se definió en la reivindicación 9, donde la segunda superficie interna con forma comprende una superficie interna estriada y un segundo eje de válvula que comprende un eje de válvula estriado.

11. Un aparato según se definió en la reivindicación 9, donde la primera abertura tiene un diámetro mayor que la segunda abertura.

12. Un aparato según se definió en la reivindicación 6, donde el vástago del actuador incluye un cojinete de cabeza de biela para acoplar de forma giratoria el brazo de la palanca al vástago del actuador.

13. Un ensamblaje del actuador giratorio que comprende: una válvula montada a una estructura y que tiene un eje, un actuador que se acopla de forma operativa a la válvula y que está colocado dentro de la estructura y una palanca que tiene un brazo acoplado de forma giratoria a un vástago del actuador, donde la palanca incluye una cavidad anular adyacente al brazo de la palanca para permitir que un primer miembro del brazo de la palanca se flexione con relación a un segundo miembro del brazo de la palanca cuando el vástago del actuador se acople al brazo de la palanca y donde la palanca incluye una primera abertura para recibir un primer eje de válvula.

14. Un ensamblaje del actuador giratorio definido en la reivindicación 13, donde la palanca comprende además una segunda abertura para recibir un eje de válvula estriado.

15. Un ensamblaje del actuador giratorio según se definió en la reivindicación 13, donde la primera abertura recibe al menos una parte de un miembro de inserción.

16. Un ensamblaje del actuador giratorio según se definió en la reivindicación 15, donde el miembro de inserción acopla de manera operativa el primer eje de válvula a la palanca.

17. Un ensamblaje del actuador giratorio según se definió en la reivindicación 16, donde el miembro de inserción incluye un orificio con la forma necesaria para recibir un eje de cuadradillo, un eje de tipo doble D o un eje de tipo de unión por chaveta.

18. Un ensamblaje del actuador giratorio según se definió en la reivindicación 13, donde el segundo miembro del brazo de la palanca tiene un grosor mayor que el primer miembro del brazo de la palanca.

19. Un ensamblaje del actuador giratorio según se definió en la reivindicación 13, donde un cojinete de cabeza de biela acopla de forma giratoria el vástago del actuador al brazo de la palanca.

20. Un ensamblaje del actuador giratorio según se definió en la reivindicación 19, donde un sujetador acopla el cojinete de cabeza de biela al brazo de la palanca.